Локомотив с воздушной турбиной Советский патент 1975 года по МПК B61C7/00 

Известны ЛОКОМОТИВЫ с установкой на них воздушной турбины в качестве первичного двигателя, от которого энергия, при помоши той .или иной передачи-электрической, механической или пневматической - передается на ведущие колеса локомотива.

В таких локомотивах воздух от компрессора к турбине проходит через обогреваемый топочными газами нагреватель. Воздухонагреватель увеличивает сопротивление выходу топочных газов в атмосферу, снижая коэффициент полезного действия силовой установки локомотива.

С целью устранения этого недостатка применен эжектор, располагаемый на пути топочных газов для увеличения тяги этих газов. Увеличение тяги топочных газов позволяет снизить температуру их на выходе в атмосферу и тем повысить коэффициент полезного действия локомотива.

На фиг. 1 дан разрез силовой установки локомотива; на фиг. 2- разрез локомотива с вариантом силовой установки.

Воздух,, поступая через входной патрубок / (фиг. 1) компрессора 2, сжимается и через выхлопной патрубок 3 нагнетается в воздухонагреватель 4, где его температура повышается под действием тепла газов, выходящих из топки. Нагретый в воздухонагревателе воздух собирается в приемном коллекторе 5 турбины, откуда он поступает на лопатки турбины 6, где и совершает полезную работу. Отработанный воздух из турбины по трубопроводу 7 подводится к топке 8, имеющей двойные стенки, внутри которых этот воздух циркулирует. Он охлаждает внутренние стенки топки, подвергающиеся действию высокой температуры, а также уменьшает потери тепла в окр жающую среду. Внутренние стенки топки могут быт, кроме того, защищены от огня огнеупорной футеровкой.

Подводимый к топке отработанный воздух разделяется внутри стенок на три части, из которых одна часть подается под колосниковую решетку через регулирующий клапан 9, вторая - в топочное пространство выше колосниковой решетки через окна 10, снабженные также регулирующими заслонками. Третья часть воздуха подается к соплу //

№ 78649

эжектора и служит для отсасывания путем эжекции газов из топки, заставляя их пройти с наружной стороны трубок воздухонагревателя 4, внутри которых циркулирует рабочий сжатый воздух. В случае необходимости выпуска газов из тонки помимо воздухонагревателя, предусматривается шибер 12, который бывает закрыт при нормальной работе установки.

Вариант (фиг. 2) локомотива с силовой установкой на нем, осуществляющей тот же цикл, отличается расноложением эжекторного устройства позади воздухонагревателя и применением экранирования топочной камеры, с подачей в экран сжатого воздуха из компрессора.

Воздух, сжимаемый компрессором 2, через выхлопной патрубок 3 нагнетается в теплообменник, состоящий из системы 13 для предварительного иагрева воздуха (с применением регенерации), системы 14 для окончательного подогрева воздуха до рабочей температуры и экрана 15 для использования лучистой теплоты топки 18.

Воздух по выходе из компрессора распределяется на два потока, из которых один поступает в камеру системы 13, а второй по трубопроводу 16 в экран 15. Оба потока соединяются вместе в камере системы 14 и нагреваются в ней до рабочей температуры.

Таким распределением потока сжатого воздуха достигается возможность использования лучистой теплоты топки, что ведет к уменьшению конвективной поверхности нагрева теплообменника. Кроме того, этим достигается также и надежность работы теплообменника, так как трубки, подвергающиесп действию высокой температуры топки, охлаждаются более холодным воздухом, а к трубкам, где воздух иагревается до высшей рабочей температуры, подводятся газы с более низкой температурой, чем в топке.

После соверщения полезной работы в турбине 6, отработанный воздух разделяется на две части: одна часть по трубопроводу 17 поступает S топочное пространство топки 18, которая для примера изображена на чертеже с колосниковой решеткой. Другая часть по каналу 19 через систему 13 воздухонагревателя подается к соплу 20 эжекторного устройства. Воздух, вытекая из сопла 20 в пространство 21, заполнепное охлажденными топочными газами, прошедшими через воздухонагреватель, отсасывает их в выхлопную трубу 22 и далее в атмосферу.

Полезная мощность воздушной турбины 6 за вычетом работы, потраченной на сжатие воздуха в компрессоре, передается какому-нибудь передатчику 23 энергии, например электрическому генератору, ток от которого поступает к электромоторам, действуюи им на ведущие колеса локомотива.

Передача энергии на ведущие колеса может происходить также при помощи механической, гидравлической или пневматической передачи.

Топливо в топку подается из топливного бункера 24, содержащего необходимый для локомотива запас топлива. Управление локомотивом производится из будки 25 мащиниста.

Предметизобретения

1. Локомотив с воздушной турбиной (на любом виде топлива) и с электрической, пневматической, механической или гидравлической передачей, снабженный теплообменником для подогрева воздуха, нагнетаемого в турбины, а из турбины в топку и далее вместе с газами топки через теплообменник в атмосферу, отличающийся тем, что, с цел1)Ю отвода топочных газов, на их пути расположен эжектор, питаемый частью воздуха, выходящего из турбины.

2. Форма выполнения локомотива по п. 1, отличающаяся тем, что, в целях уменьшения сопротивления нроходу газов через теплообменник, эжектор расположен после теплообменника перед выходом газов в атмосферу.

2221ZOJ3 19 Iff 5 15

Y77T rrr/- - L ,-,. 1 ,- ,.Х.

Kj. IZ А /

12 П

10

.

....

24 25

. 2