Двухконтурная система охлаждения двигателя газопоршневого электроагрегата Российский патент 2023 года по МПК F01P3/20 F01P7/14 

Изобретение относится к электромашиностроению.

Из уровня техники известна электрическая машина с двухструйной системой вентиляции, содержащая корпус статора с окнами входа и выхода воздуха, расположенными в верхней части, блок воздухоохладителей (при замкнутом цикле вентиляции) или блок подготовки воздуха (при разомкнутом цикле вентиляции), отличающаяся тем, что блок воздухоохладителей и блок подготовки воздуха выполнены в виде взаимозаменяемых блоков, устанавливаемых на корпусе статора (RU 37439 U1 2004.04.20).

Система жидкостного охлаждения статоров электрических машин, содержащая охладители, каждый из которых состоит из трубки, внутри которой протекает охлаждающая жидкость, и корпуса охладителя, отличающаяся тем, что система жидкостного охлаждения статоров электрических машин снабжена охладителями, каждый из которых состоит из медного корпуса охладителя и медной трубки, вложенной в корпус охладителя, насосом, коллектором и теплообменником, причем каждый охладитель с охлаждающей жидкостью размещен без зазора между участками магнитопровода статора, разделенного по длине, при этом насос соединен с коллектором, выполненным с возможностью подачи охлаждающей жидкости параллельно во все охладители, а охладители выполнены с возможностью поступления подогретой, выделяемой теплом статора электрической машины, охлаждающей жидкости по медным трубкам в отводную часть коллектора, причем коллектор соединен с теплообменником, который выполнен с возможностью подачи после охлаждения жидкости снова во входную часть коллектора (RU 2439768 C2 2012.01.10).

Дизельный электроагрегат, содержащий двигатель с водяным охлаждением, генератор постоянного тока, соединенный с коленчатым валом двигателя кинематической связью, включающей приводные колеса, закрепленные на осях коленчатого вала и генератора, и размещенное между ними промежуточное колесо, отличающийся тем, что агрегат снабжен внешним кожухом с управляемыми жалюзями в боковой стенке, полость кожуха заполнена виброшумопоглощающим материалом, в верхней стенке кожуха выполнена поворотная крышка, агрегат снабжен расширительным бачком и дополнительным термостатированным водяным бачком, сообщенным с расширительным бачком, приводные колеса и промежуточное колесо выполнены в виде шкивов, соединенных между собой клиноременной передачей, агрегат также снабжен механизмом натяжения и компенсации вибраций двигателя и генератора в виде вертикальной цилиндрической пружины, соединенной с рамой каркаса агрегата и поворотной осью промежуточного шкива (RU 2256084 C1 2005.07.10).

Электрическая машина с жидкостным охлаждением статора содержит сердечник статора с обмоткой, подшипниковые щиты и ротор с валом. Сердечник набран из листов электротехнической стали. В его спинке выполнены герметизированные аксиальные каналы, соединенные между собой с помощью коллекторов, используемых для подвода и отвода жидкости, охлаждаемой во внешнем теплообменнике (RU 2687560 C1 2019.05.15).

Схема системы охлаждения двигателя, содержащая малый круг циркуляции охлаждающей жидкости, включающий водяной насос, блок цилиндров, головку блока цилиндров, термостат, и большой круг, включающий водяной насос, блок цилиндров, головку блока цилиндров, термостат и радиатор, отличающаяся тем, что между термостатом и радиатором включена гидротурбина с вентилятором, установленные на одном валу (RU 2214524 C2 2003.10.20).

Техническая проблема заключается в расширении арсенала электроагрегатов газопоршневых с двухконтурной системой охлаждения двигателя.

Технический результат заключается в решении вышеуказанной технической проблемы, являющейся следствием реализации назначения заявленного устройства.

Указанный технический результат достигается в двухконтурной системе охлаждения двигателя газопоршневого электроагрегата, содержащей внутренний и наружный контуры охлаждения. Внутренний контур, выполнен с возможностью охлаждения двигателя и содержит насос водяной внутреннего контура, соединенный с манометром внутреннего контура; наружный контур выполнен с возможностью охлаждения наддувочного воздуха, охлаждающей жидкости внутреннего контура и масла системы смазки двигателя и содержит клапан приемный, насос водяной наружного контура, соединенный с обратным клапаном наружного контура, охладитель наддувочного воздуха, охладитель водомасляный, охладитель водо-водяной, регулятор температуры, выполненный с возможностью разделения потоков и, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости внутреннего контура, перенаправления части потока охлаждающей жидкости через наружный контур охлаждения в насос внутреннего контура охлаждения, при этом циркуляцию охлаждающей жидкости внутреннего контура выполняют водяным насосом внутреннего контура через магистраль, подающую охлаждающую жидкость в двигатель по отдельным патрубкам, охлаждающую жидкость внешнего контура подают посредством водяного насоса наружного контура, через приемный клапан, забирая воду из источника водоснабжения и через обратный клапан направляя в охладитель наддувочного воздуха, через водомасляный охладитель она поступает водо-водяной охладитель, из которого возвращается обратно в источник водоснабжения.

Дополнительная особенность заключается в том, что двухконтурная система охлаждения содержит резервный насос наружного контура.

Заявленное изобретение поясняется на графическом материале, где на фиг.1 представлена принципиальная схема двухконтурной системы охлаждения двигателя газопоршневого электроагрегата.

Условные обозначения позиций фиг.1: Н7001 – насос водяной наружного контура; Н7002 – агрегат электронасосный (резервный); КО7001 – клапан обратный; КО7002 – клапан приемный; КО7003 – клапан приемный резервного насоса; ГС7001 – компенсатор резиновый; АТ1001 – охладитель воздуха; АТ4001 – охладитель водомасляный; АТ6001 – охладитель водо-водяной; РТ6001 – регулятор температуры; Н6001 – насос водяной внутреннего контура; К6001 – клапан обратный; Ц1…Ц8 – цилиндры двигателя; КЦ1…КЦ8 – крышки цилиндров; ТК – турбокомпрессор; Б7001 – источник водоснабжения внешнего контура; Б6001 – бак расширительный внутреннего контура; Б6002 – бак для слива внутреннего контура; КВС6001 – клапан воздухосбросный; ВК7001, ВК6001, ВК6002, ВК6011…ВК6018 – термосопротивления; МН6001 – манометр; КШ7001, КШ6001, КШ6002 – краны шаровые; А5 – панель преобразователей давления (ВР6001 и ВР7001); А6 – панель приборов сигнализации и защиты (SPF6001 и SKF6002); SLH6001 – датчик уровня.

Заявленная система охлаждения предназначена для отвода тепла, образующего при работе двигателя и представляет собой двухконтурную систему, содержащую внутренний и наружный контуры охлаждения.

Охлаждающая жидкость внутреннего контура охлаждает двигатель: втулки цилиндров, крышки цилиндров и турбокомпрессор, а наружный контур служит для охлаждения наддувочного воздуха, охлаждающей жидкости внутреннего контура и масла системы смазки двигателя.

Циркуляция охлаждающей жидкости внутреннего контура выполняется водяным насосом внутреннего контура Н6001 через магистраль, подающую охлаждающую жидкость в двигатель. По патрубкам, отходящим от магистрали, охлаждающая жидкость поступает к кожухам цилиндровых втулок. После охлаждения цилиндров охлаждающая жидкость проходит в крышки цилиндров.

На охлаждение турбокомпрессора охлаждающая жидкость поступает по отдельному патрубку. Из крышек цилиндров и из турбокомпрессора охлаждающая жидкость по патрубкам собирается в отводящую магистраль. Из отводящей магистрали охлаждающая жидкость поступает к регулятору температуры РТ6001. Регулятор температуры работает по принципу разделения потоков. В зависимости от температуры воды внутреннего контура, часть потока воды он направляет через водо-водяной охладитель внешнего контура АТ6001 на всасывание насоса внутреннего контура Н6001, а часть потока направляет непосредственно на всасывания насоса внутреннего контура Н6001.

Чем выше температура воды внутреннего контура на выходе из двигателя, тем больше воды проходит через водо-водяной охладитель внешнего контура АТ6001.

Для компенсации потерь охлаждающей жидкости от испарения и утечек во внутренний контур системы охлаждения включён расширительный бак Б6001, из которого заполняется и пополняется внутренний контур охлаждения двигателя.

При контакте высоко нагретых поверхностей с охлаждающей жидкостью возможно образование пароводяной фракции, которая возвращается в расширительный бак из отводящей магистрали внутреннего контура охлаждения по отдельному трубопроводу.

Для поддержания электроагрегата в готовности к быстрому приему нагрузки предусмотрена возможность подключения прогрева внутреннего контура охлаждения двигателя.

Работу прогрева обеспечивает обратный клапан внутреннего контура К6001.

Давление охлаждающей жидкости внутреннего контура на входе в двигатель контролируется по манометру внутреннего контура МН6001, установленному в щитке приборов двигателя.

Охлаждающая жидкость внешнего контура водяным насосом внешнего контура Н7001, через приемный клапан КО7002, забирается из источника водоснабжения Б7001 и через обратный клапан внешнего контура КО7001 направляется в охладитель наддувочного воздуха АТ1001. Затем она поступает в водомасляный охладитель АТ4001 и далее в водо-водяной охладитель АТ6001, из которого вода внешнего контура возвращается обратно в источник водоснабжения Б7001. В схеме предусмотрено подключение резервного насоса внешнего контура.

Датчики системы охлаждения SLH6001, SPF6001, SKF6002, BK6001, BK6011…ВК6018, BP6002, BP7001 предназначены для работы в системах управления, аварийно-предупредительной сигнализации и защиты, контрольно-измерительных приборов.

Изобретение относится к электромашиностроению. Техническая проблема заключается в расширении арсенала электроагрегатов газопоршневых с двухконтурной системой охлаждения двигателя. Предложена двухконтурная система охлаждения двигателя газопоршневого электроагрегата. Внутренний контур выполнен с возможностью охлаждения двигателя и содержит насос водяной внутреннего контура, соединенный с манометром внутреннего контура; наружный контур выполнен с возможностью охлаждения наддувочного воздуха, охлаждающей жидкости внутреннего контура и масла системы смазки двигателя и содержит клапан приемный, насос водяной наружного контура, соединенный с обратным клапаном наружного контура, охладитель наддувочного воздуха, охладитель водомасляный, охладитель водо-водяной, регулятор температуры, выполненный с возможностью разделения потоков и, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости внутреннего контура, перенаправления части потока охлаждающей жидкости через наружный контур охлаждения в насос внутреннего контура охлаждения. Циркуляцию охлаждающей жидкости внутреннего контура выполняют водяным насосом внутреннего контура через магистраль, подающую охлаждающую жидкость в двигатель по отдельным патрубкам. Охлаждающую жидкость внешнего контура подают посредством водяного насоса наружного контура через приемный клапан, забирая воду из источника водоснабжения и через обратный клапан направляя в охладитель наддувочного воздуха, через водомасляный охладитель она поступает водо-водяной охладитель, из которого возвращается обратно в источник водоснабжения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Двухконтурная система охлаждения двигателя газопоршневого электроагрегата, содержащая внутренний и наружный контуры охлаждения,

отличающаяся тем, что внутренний контур выполнен с возможностью охлаждения двигателя и содержит насос водяной внутреннего контура, соединенный с манометром внутреннего контура, расширительный бак, соединенный с насосом водяным внутреннего контура для компенсации потерь охлаждающей жидкости от испарения и утечек и бак для слива внутреннего контура;

наружный контур выполнен с возможностью охлаждения наддувочного воздуха, охлаждающей жидкости внутреннего контура и масла системы смазки двигателя и содержит клапан приемный, насос водяной наружного контура, соединенный с обратным клапаном наружного контура, охладитель наддувочного воздуха, охладитель водомасляный, охладитель водо-водяной, регулятор температуры, выполненный с возможностью разделения потоков и, в зависимости от температуры охлаждающей жидкости внутреннего контура, перенаправления части потока охлаждающей жидкости через наружный контур охлаждения в насос внутреннего контура охлаждения,

при этом циркуляцию охлаждающей жидкости внутреннего контура выполняют водяным насосом внутреннего контура через магистраль, подающую охлаждающую жидкость в двигатель по отдельным патрубкам,

охлаждающую жидкость внешнего контура подают посредством водяного насоса наружного контура, через приемный клапан, забирая воду из источника водоснабжения и через обратный клапан направляя в охладитель наддувочного воздуха, через водомасляный охладитель она поступает в водо-водяной охладитель, из которого возвращается обратно в источник водоснабжения.

2. Двухконтурная система охлаждения двигателя газопоршневого электроагрегата по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит резервный насос наружного контура.