RO125395A0 - Turbomotor - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un turbomotor care poate fi utilizat la antrenarea unei sarcini utile şi/sau ca generator de aer cald. Turbomotorul conform invenţiei este alcătuit din mai multe turbocompresoare compuse fiecare din nişte compresoare (14,16,18,20 şi 22), din nişte arbori (8,9,10,11 şi 12), din nişte pinioane (3,4,5,6 şi 7) şi din nişte turbine (24,26,28,30 şi 32), înaintea fiecăruia dintre compresoare (16,18,20 şi 22) aflându-se nişte răcitoare (15,17,19 şi 21), iar înaintea fiecărei turbine (24,26,28,30 şi 32) aflându-se nişte preîncălzitoare (23,25,27,29 şi 31), pinioanele fiecărui grup turbocompresor angrenând la nişte turaţii (n1,n2,n3,n4 şi n5) diferite cu o roată (1) centrală care are o turaţie (n) care transmite puterea printr-un arbore (2) şi printr-un cuplaj (34) unei sarcini (33) utile, astfel încât aerul atmosferic este aspirat printr-un filtru (13) de aspiraţie, trece printr-un compresor (14), după care este refulat într-un răcitor (15), de unde îşi continuă parcursul prin seria de compresoare (16,18,20 şi 22) având interpuse răcitoarele (17,19 şi 21), aerul astfel comprimat fiind trimis în preîncălzitor (23) şi apoi refulat spre turbină (24), urmând apoi parcursul prin seria de preîncălzitoare (25,27,29 şi 31) cu turbinele (26,28,30 şi 32) aferente, rezultând aer cald care este evacuat în atmosferă.

Description

OFICIUL DE STAT PENTRU INVENȚII Șl MĂRCI

Cerere de brevet de invenție _Nr 00 ^3

Data depozit .ΪΔ,Ζ.λΐΐλ?^^ [

TURBOMOTOR

Invenția se referă la un turbomotor care poate fi utilizat la antrenarea unei sarcini utile și/sau ca generator de aer cald.

Se cunosc sisteme și metode de integrare a unităților combustor-turbină și a compresparelor conform EP 0512568A1 și US5485719A.

Se mai cunoaște un sistem de generare a puterii bazat pe căldură reziduală conform US4473754A.

Dezavantajele acestora constau în aceea că toată puterea turbomotorului se transmite unei roți centrale print-un singur pinion a cărui dantură va fi foarte solicitată deoarece turbina sau țurbinele sunt plasate pe același ax.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în aceea că prin utilizarea unui fluid de lucru și realizarea unui ciclu termodinamic cu comprimări, destinderi, răciri și încălziri intermediare succesive și multiple se crează un flux de aer cald și/sau energie mecanică necesară antrenării unei sarcini utile.

Turbomotorul, conform invenției, înlătură dezavantajele de mai sus, prin aceea că aspiră aer atmosferic printr-un filtru de aspirație și refulează aer cald și are în alcătuire niște compresoare antrenate de către o roată centrală prin intermediul unor pinioane și a unor arbori, niște răcitoare intermediare, un preîncălzitor și o turbină ce antrenează printr-un arbore al roții centrale și printr-un cuplaj o sarcină utilă și are în componență niște turbine aflate pe aceeași arbori ai compresoarelor ce au în amonte niște preîncălzitoarele.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- utilizarea preîncălzitoarelor în locul camerelor de ardere sporește flexibilitatea în ceea ce privește sursa primară de căldură care poate fi de orice tip (solară, combustibilă, termală, geotermală, reziduală etc.);

- utlizarea aerului ca fluid de lucru pe tot parcursul ciclului termodinamic poate conduce la reducerea semnificativă a poluării datorate echipamentului și lărgește totodată gama de aplicații posibile dat fiind faptul că nu apar gaze cu efect nociv precum NO_X, CO, C0₂ etc.;

- puterea totală a turbomotorului este împărțită pe mai multe trepte și rezultă din diferențele puterilor consumate de către compresoare și puterile instalate ale turbinelor, pe fiecare grup turbocompresor în parte;

- randamentul ciclului termodinamic se apropie mai mult de randamentul ciclului Carnot;

- fiecare grup turbocompresor funcționează la turația optimă proprie, ce poate fi diferită de a celorlalte;

- danturile pinioanelor de angrenare cu roata centrală sunt mai puțin solicitate;

- turbomotorul cu roată centrală are o durată de viață mai lungă.

Director Marketing Ing.

MariusTEODORESCU I

-1^-2009-00943- 17 11“ 2009

Se dă în continuare un exemplu de realizare în legătură și cu figurile care reprezintă: -figura 1, schema termo-mecanică a turbomotorului, -figura 2, schema angrenajului turbomotorului;

- figura 3, ciclul termodinamic al turbomotorului în coordonate entalpie - entropie

Tui;bomotorul, conform invenției, este alcătuit din mai multe grupuri turbocompresoare, compuse fiecare din compresoarele (14,16,18,20,22), arborii (8,9,10,11,12), pinioanele (3,4,5,6,7) și turbinele (24,26,28,30,32). înaintea fiecăruia dintre compresoarele (16,18,20,22) se află răcitoarele (15,17,19,21) iar înaintea fiecărei turbine (24,26,28,30,32) se află preîncălzitoarele (23,25,27,29,31). Pinioanele fiecărui grup turbocompresor angrenează la turații^ diferite (nl,n2,n3,n4,n5) cu roata centrală (1), ce are turația (n) și transmite puterea prin arborele (2) și prin cuplajul (34) sarcinii utile (33). Aerul atmosferic este aspirat prin filtrul de aspirație (13), trece prin compresorul (14), este apoi refulat în răcitorul (15) de unde își continuă parcursul prin seria de compresoare (16, 18, 20, 22) având interpuse răcitoarele (17, 19, 21). Aerul astfel comprimat este trimis în preîncălzitorul (23) și este apoi refulat în turbina (24) urmând apoi parcursul prin seria de preîncălzitoarele (25,27,29,31) cu turbinele aferente (26,28,30,32) fiind apoi returnat în atmosferă sub formă de aer cald. Ciclul termodinamic realizat de acest turbomotor este reprezentat în coordonate entalpie-entropie și cuprinde comprimările (101,103,105,107,109) ce au interpuse răcirile intermediare (102,104,106,108), încălzirea (110) și destinderile (111,113,115,117,119) ce au interpuse încălzirile intermediare (112,114,116,118). Plecându-se de la presiunea atmosferică pO, prin comprimările succesive, se se ating presiunile pl,p3,p5,p7 și p9. Destinderile pornesc de la presiunea p9, se ating presiunile p8,p6,p4,p2 și se revine la presiunea atmosferica pO. Puterile realizate în timpul destinderilor sunt utilizate la comprimări rezultând și surplusuri de energie datorate încălzirilor realizate în preîncălzitoare. Turbomotorul poate fi compus din oricâte trepte de comprimare, răcire intermediară, încălzire intermediară și destindere, randamentul crescând o dată cu creșterea numărului de trepte.

Director Marketing \ Ing.

MariusTEODORESCU

Claims (1)

17 “11“ 2000

REVENDICĂRI

l.Turbomotor, ce aspiră aer atmosferic prin filtrul de aspirație (13) și refulează aer cald și are în alcătuire compresoarele (14,16,18,20,22) antrenate de către roata centrală (1) prin intermediul pinioanelor (3,4,5,6,7) și a arborilor (8,9,10,11,12), răcitoarele intermediare · (15,17,19,21), preîncălzitor (23) și turbina (24) aflată pe același arbore cu compresorul (22), ce antrenează prin arborele (2) al roții centrale (1) și cuplajul (34) o sarcină utilă (33) caracterizat prin aceea că are în componență turbinele (26,28,30,32) aflate pe arborii (8,9,10,11) corespondenți ai compresoarelor (14,16,18,20) ce au în amonte preîncălzitoarele (25,27,29,31).

j 2.Turbomotor conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că poate fi compus din oricâte trepte de comprimare, răcire intermediară, încălzire intermediară și destindere.

Director Marketing s Ing.

MariusTEODORESCU