Силовая установка Советский патент 1991 года по МПК F02G5/02 

Изобретение относится к машиностроению, в частности транспортному машиностроению, а именно к силовым установкам с утилизацией тепла отработавших газов двигателя внутреннего сгорания.

Цель изобретения - улучшение характеристик силовой установки по крутящему моменту.

Нафиг.1 представлена принципиальная схема установки; на фиг.2 - разрез по оси соединительной муфты; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.

Силовая устзнопка состоит из двигателя 1 внутреннего сгорания, конденсатора 2, питательного наспса 3. двухходовых водо- рэспредели ельногс и газораспределительного клапанов 4 и 5, парогенератора.

выполненного е виде паровой б и теплоак- комулирукяцей секций и снабженного обратными клапанами 8-11 на подводе воды и на выпуске пара из каждой секции, предохранительных клапанов 12 и 13, соединительной муфты 14, в которой установлен регулируемый дроссельный паровой клэ- пвн, выполненный в виде совмещающихся огверстий в дисках муфты и паровой турбины 15, Секции 6 и 7 парогенератора размещены в параллельных ветвях магистрали 16 выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания и включены в параллельные ветви контура 17 циркуляции рабочего тела утилизационной паротурбинной установки, включающей конденсатор 2, питательный насос 3, обе секции парогенератора и паровую турбину 15. Соединительная муфта 14 связывает двигатель с потребителем 18 мощности.

Соединительная муфта (см.фиг.2 и 3) состоит из корпуса 19, ведущего диска 20 и ведомого диска 21, в которых установлен регулируемый дроссельный паровой кла- Пан, выполненный в виде совмещающихся отверстий. Диски связаны по окружности пружинами 22, Корпус состоит из половин соединенных при помощи крепежных болтов 23 , между ним и дисками установлены регулировочные шайбы 24 и уплотнмтель- ные прокладки 25.

Установка работает следующим образом.

Горячие отработавшие газы, выходящие их выхлопного патрубка двигателя внутреннего сгораний по магистрали 16 выпуска через открытый двухходовой газораспределительный клапан 5, попадают в паровую секцию б парогенератора, где происходит испарение рабочей жидкости, которая поступает из питательного насоса 3. Образовавшийся пар из паровой секции 6 нагнетается по контуру циркуляции рабочего тела через обратный клапан 11 и через открытый дроссельный паровой клапан в паровую турбину 15, где происходит срабатывание энергии пара.

В начальный момент работы двигателя внутреннего сгорания, т.е. на режимах холостого хода, из-за отсутствия давления пара в циркуляционном контуре двухходовой водораспределительный клапан 4 открыт и рабочая жидкость попадает в паровую секцию бив теплоаккумулирующую секцию 7 парогенератора. При достижении заданного давления пара в контуре за счет работы паровой секции 6 парогенератора и за счет того, что расхода пара через дроссельный паровой клапан нет (из-за несовпадения отверстий в дисках 20 и 21 клапана между

собой), водораспределительный клапан 4 перекрывает доступ рабочей жидкости в . теплоаккумулирующую секцию 7 парогенератора, а газораспределительный клапан 5

отключает подачу горячих газов в паровую секцию 6 парогенератора и направляет их в теплоаккумулирующую секцию 7 парогенератора, где они испаряют попавшую туда в начальный момент работы двигателя внут0 реннего сгорания рабочую жидкость, в результате чего происходит накопление тепла с помощью теплоаккумулирующего материала, например NaCI.

Если нагрузка на двигатель внутренне5 го сгорания возрастает, то возникает момент на валу потребителя 18 мощности, который вызывает силу, действующую на пружины. Если эта сила больше, чем сила жесткости пружины, то происходит совме0 щение отверстий дисков, выполняющих функции дроссельного парового клапана, что вызывает увеличение проходного сечения для прохода пара от парогенератора к паровой турбине 15. Вследствие этого дав5 ление в контуре циркуляции пара падает. В результате этого газораспределительный клапан 5 перекрывает доступ горячих газов в теплоаккумулирующую секцию 7 парогенератора и направляет их в паровую секцию

0 6, а водораспределительный клапан 4 открывает проход рабочей жидкости в тепло- аккумулирующую секцию 7 парогенератора. Пар, образовавшийся в паровой секции 6 парогенератора и в теплоаккумулирующей

5 секции 7 за счет ранее аккумулируемой энергии,через обратные клапаны 9 и 11 нагнетается в контур циркуляции и далее через дроссельный паровой клапан поступает к паровой турбине 15. Настройка обратных

0 клапанов 9 и 11 выполнена таким образом, что при достижении определенного давления воды в парогенераторе срабатывает предохранительный клапан 12, тем самым исключая попадание рабочей жидкости в

5 паровую турбину 15.

При уменьшении нагрузки на двигатель внутреннего сгорания отверстия в дисках дроссельного парового клапана начинают смещаться относительно друг друга, тем са0 мым уменьшая проходное сечение от парогенератора к паоовой турбине 15 по заданному закону, что в свою очередь вызывает возрастание давления в контуре циркуляции пара. Вследствие этого силовая

5 установка вновь начинает работать как на режиме холостого хода двигателя внутреннего сгорания, т.е. аккумулируя тепло. Формула изобретения Силовая установка, содержащая двигатель внутреннего сгорания,связанный с валом потребителя мощности через соединительную муфту, и утилизационную паротурбинную установку с контуром циркуляции рабочего тела, включающим паровую турби1 ну, конденсатор, питательный насос, парогенератор, размещенный в магистрали выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, отличающаяся тем, что, с целью улучшения характеристики по крутящему моменту, установка снабжена регулируемым дроссельным паровым клапаном и трехходовыми водораспредели- тельным и газораспределительным клапанами с пневмоприводом, парогенератор выполнен в виде паровой и теплоакку- мулирующей секций и снабжен обратными клапанами на подводе воды и выпуске пара из каждой секции, контур циркуляции рабочего тела паротурбинной установки и магистраль выпуска отработавших газов двша- теля внутреннего сгорания выполнены каждая частично в виде двух параллельных ветвей, секции парогенератора размещены

в параллельных ветвях магистрали выпуска отработавших газов и включены в параллельные ветви контура циркуляции рабочего тела, водораспределительный и газораспределительный кран установлены

в стыке ветвей, а их пневмоприводы подключены к контуру циркуляции на выходе пара из парогенератора, причем соединительная муфта выполнена в виде двух пэрал- лел ьных дисков, связанных по окружности

пружинами, а регулируемый дроссельный паровой клапан установлен между парогенератором и турбиной и выполнен в виде совмещающихся отверстий в дисках муфты.

Изобретение относится к машиностроению и позволяет улучшить характеристики силовой установки по крутящему моменту. Установка содержит двигатель 1 внутреннего сгорания, связанный с потребителем 18 мощности через соединительную муфту 14, и утилизационную паротурбинную установку, включающую парогенератор, который выполнен в виде паровой 6 и теплоаккуму- лирующей 7 секций. Секции парогенератора размещены в параллельных ветвях магистрали 16 выпуска отработавших газов двигателя и включены в параллельные ветви контура циркуляции рабочего тела паротурбинной установки. Между парогенератором и турбиной 15 установлен регулируемый дроссельный клапан, который выполнен в виде совмещающихся отверстий в дисках соединительной муфты 14. При работе двигателя на режимах холостого хода давления пара нет и жидкость через клапан 4 попадает и в паровую, и в теплоаккумулирующую секции. После достижения заданного давления пара водораспределительный клапан 4 перекрывает доступ жидкости в паровую секцию, а газораспределительный клапан 5 перекрывает доступ отработавших газов в паровую секцию 5 и открывает доступ в теплоаккумулирующую секцию 7. При увеличении нагрузки отверстия в дисках муфты совмещаются и пар начинает поступать в паровую турбину. Газораспределительный клапан 5 перекрывает доступ отработавших газов в секцию 7 и открывает доступ в секцию 6, а водораспределительный клапан 4 переключает подачу воды в секцию б. Проходное сечение совмещающихся отверстий дисков муфты 14 зависит от нагрузки потребителя мощности. 3 ил.

19

22

фиг.2

23

А-А

25

фиг.З