RU2320879C1 - Coaxial-face thermal tube engine - Google Patents
Coaxial-face thermal tube engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2320879C1 RU2320879C1 RU2006129475/06A RU2006129475A RU2320879C1 RU 2320879 C1 RU2320879 C1 RU 2320879C1 RU 2006129475/06 A RU2006129475/06 A RU 2006129475/06A RU 2006129475 A RU2006129475 A RU 2006129475A RU 2320879 C1 RU2320879 C1 RU 2320879C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- coaxial
- evaporation
- transport
- working chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации вторичных тепловых энергоресурсов и низкопотенциальной тепловой энергии природных источников, а именно для трансформации тепловой энергии в механическую.The invention relates to a power system and can be used for the disposal of secondary thermal energy and low-potential thermal energy of natural sources, namely, for the transformation of thermal energy into mechanical.
Известна паротурбинная установка, содержащая паровую турбину, конденсатор, соединенный со сливным и напорным трубопроводами и по конденсату - с конденсатным насосом, циркуляционные насосы и тепловой аккумулятор [1].Known steam turbine installation containing a steam turbine, a condenser connected to a drain and pressure pipelines and by condensate to a condensate pump, circulation pumps and a heat accumulator [1].
Недостатками известной паротурбинной установки являются невозможность при ее эксплуатации использования вторичных тепловых энергоресурсов и природных источников низкопотенциального тепла.The disadvantages of the known steam turbine installation are the inability during its operation to use secondary thermal energy and natural sources of low potential heat.
Более близким к предлагаемому изобретению является устройство (тепловой двигатель) для утилизации тепла огнетехнического агрегата, содержащее последовательно соединенные между собой парогенератор (испарительную камеру), подключенный к огнетехническому агрегату (горячей среде), силовую турбину, помещенную в корпус (рабочую камеру), конденсатор (испарительную камеру), питательный насос, подогреватель и воздушный теплообменник [2].Closer to the proposed invention is a device (heat engine) for recovering heat from a fire-fighting unit, comprising a steam generator (evaporation chamber) connected in series to each other, connected to a fire-fighting unit (hot medium), a power turbine placed in a housing (working chamber), and a condenser ( evaporation chamber), feed pump, heater and air heat exchanger [2].
Основными недостатками известного устройства (теплового двигателя) являются невозможность утилизации низкопотенциальных вторичных тепловых энергоресурсов, тепловых ресурсов природных источников, громоздкость конструкции и невозможность работы при изменении ориентации в пространстве, что сужает область его применения и, в конечном счете, снижает его эффективность.The main disadvantages of the known device (heat engine) are the inability to utilize low-potential secondary thermal energy resources, the heat resources of natural sources, the bulkiness of the structure and the inability to work when changing the orientation in space, which narrows the scope of its application and, ultimately, reduces its effectiveness.
Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности теплового двигателя.The technical problem to which the invention is directed is to increase the efficiency of the heat engine.
Поставленная задача реализуется в коаксиально-торцевом теплотрубном двигателе (КТТТД), который содержит последовательно расположенные испарительную камеру, находящуюся в контакте с горячей средой, рабочую камеру, конденсационную камеру, находящуюся в контакте с холодной средой, питательный насос, причем испарительная камера, внутренняя поверхность торца и боковых стенок которой покрыты решеткой, выполненной из тонкого слоя пористого материала, снабжена сепаратором и жестко соединена с транспортной камерой, выполненной из жесткого или гибкого материала, которая также жестко соединена с кольцевой обоймой, снабженной кольцевым буртиком, внутри которой коаксиально помещен цилиндрический корпус, соединенный с ней через кольцевые уплотнения с винтом на наружной поверхности, которые совместно образуют питательный винтовой насос, с всасывающей и напорной кольцевыми камерами, а внутри цилиндрического корпуса последовательно расположены рабочая камера, в которой устроены коаксиально друг за другом силовые турбины, жестко закрепленные периферийными кромками лопастей к внутренней поверхности стенки рабочей камеры по нормали к ней, и отделенная от нее шайбой конденсационная камера с фитилем на внутренней поверхности боковой стенки, сообщающимся через отверстия в ней с всасывающей камерой питательного насоса, соединенного с испарительной камерой напорным трубопроводом, изготовленным из жесткого или гибкого материала, снабженным разбрызгивающим устройством и проходящим через полость транспортной камеры.The task is implemented in a coaxial-end heat pipe engine (KTTTD), which contains a sequentially located evaporation chamber in contact with the hot medium, a working chamber, a condensation chamber in contact with the cold medium, a feed pump, and the evaporation chamber, the inner surface of the end face and the side walls of which are covered with a grill made of a thin layer of porous material, equipped with a separator and rigidly connected to a transport chamber made of rigid and and flexible material, which is also rigidly connected to an annular cage provided with an annular collar, inside of which a cylindrical housing is coaxially placed, connected to it through O-rings with a screw on the outer surface, which together form a feed screw pump, with a suction and pressure annular chambers, and inside the cylindrical body, a working chamber is arranged sequentially, in which power turbines are arranged coaxially one after another, rigidly fixed by the peripheral edges of the blades to the inner surface of the wall of the working chamber normal to it, and a condensation chamber separated from it by a washer with a wick on the inner surface of the side wall communicating through openings in it with a suction chamber of the feed pump connected to the evaporation chamber by a pressure pipe made of rigid or flexible material, equipped with a spray device and passing through the cavity of the transport chamber.
На фиг.1 - 4 представлен предлагаемый коаксиально-торцевой теплотрубный двигатель (КТТТД).Figure 1 - 4 presents the proposed coaxial-end heat pipe engine (KTTTD).
КТТТД содержит расположенные по ходу движения пара: испарительную камеру 1, выполненную в форме цилиндрического колпака, снабженную сепаратором 2, внутренняя поверхность торца боковых стенок которой покрыты решеткой 3, выполненной из тонкого слоя пористого материала, жестко соединенную с транспортной камерой 4, из жесткого или гибкого материала, которая также жестко соединена с кольцевой обоймой 5, снабженной кольцевым буртиком 6, внутри которой коаксиально помещен цилиндрический корпус 7, соединенный с ней через кольцевые уплотнения 8, 9, с винтом 10 на наружной поверхности, которые совместно образуют питательный винтовой насос 11 с всасывающей и напорной кольцевыми камерами 12 и 13, причем внутри корпуса 7 последовательно расположены рабочая камера 14, в которой устроены коаксиально друг за другом силовые турбины 15, 16, жестко закрепленные периферийными кромками лопастей к внутренней поверхности стенки рабочей камеры 14 по нормали к ней, и отделенная от нее шайбой 17 конденсационная камера 18 с фитилем 19 на внутренней поверхности боковой стенки, сообщающимся через отверстия 20 в ней с всасывающей камерой 12 питательного насоса 11, соединенного с испарительной камерой 1 напорным трубопроводом 21, снабженным разбрызгивающим устройством 22 и размещенным внутри транспортной камеры 4.KTTTD contains located along the direction of steam: the evaporation chamber 1, made in the form of a cylindrical cap, equipped with a separator 2, the inner surface of the end of the side walls of which are covered with a
В основе работы предлагаемого КТТТД лежит основной цикл паросиловой установки - цикл Ренкина, согласно которому положительная работа расширения пара в турбине значительно превышает отрицательную работу насоса по сжатию конденсата [3, с.117], устройство и принцип действия винтового насоса [4, с.347] и высокая эффективность передачи теплоты в тепловых трубах, которые делятся на три участка: зона испарения (подвода теплоты), адиабатная зона (переноса теплоты) и зона конденсации (отвода теплоты), покрытых изнутри фитилем и частично заполненных рабочей жидкостью-переносчиком теплоты, в качестве которой используются вода, спирты, хладоны, жидкие металлы т.д. [5, с.106].The work of the proposed KTTTD is based on the main cycle of a steam power plant - the Rankine cycle, according to which the positive work of steam expansion in the turbine significantly exceeds the negative work of the condensate compression pump [3, p. 117], the device and principle of operation of a screw pump [4, p. 347 ] and high efficiency of heat transfer in heat pipes, which are divided into three sections: the evaporation zone (heat supply), the adiabatic zone (heat transfer) and the condensation zone (heat removal), covered from the inside with a wick and partially filled with whose heat carrier fluid, which is used water, alcohols, freons, liquid metals, etc. [5, p.106].
Предлагаемый КТТТД работает следующим образом.The proposed CTTTD works as follows.
Предварительно к наружной поверхности торца конденсационной камеры 18 крепят рабочий орган исполнительного механизма, например ротор электрогенератора, насоса, компрессора и.д. (на фиг.1-4 не показан), таким образом, чтобы поток холодной среды в результате вращения ротора турбулизовался и, таким образом, значительно интенсифицировался процесс теплопередачи при конденсации пара рабочей жидкости в конденсационной камере 18. Перед началом работы из камер 1, 4, 14, 18 КТТТД удаляют воздух и заполняют фитиль 19, пористый материал решетки 3, полость питательного насоса 11 и напорный трубопровод 21 рабочей жидкостью, которую выбирают в зависимости от температурного потенциала холодной и горячей сред (штуцера для удаления воздуха и подачи рабочей жидкости (на фиг.1-4 не показаны), после чего КТТД устанавливают таким образом, чтобы испарительная камера 1 контактировала с горячей средой, а конденсационная камера 18 - с холодной. В результате нагрева торца испарительной камеры 1 происходит испарение рабочей жидкости с ее внутренней поверхности, причем наличие пористого материала решетки 3 на внутренней поверхности торца и боковых стенок предотвращает образование паровой пленки и, таким образом, интенсифицирует процесс испарения [6, с.22], а также способствует улавливанию и транспортировке капель неиспарившейся рабочей жидкости в зону испарения. Образовавшийся пар с давлением, равным давлению, развиваемому питательным насосом 11, проходит через сепаратор 2, освобождается от уносимых капель рабочей жидкости, а пористый материал решетки 3 поглощает эти капли и снова транспортирует их в зону испарения. Очищенный пар проходит через транспортную камеру 4 и поступает в рабочую камеру 14 на лопатки последовательно расположенных силовых турбин 15, 16, вращая цилиндрический корпус 7 и, соответственно, сообщает вращательное движение винту 10 питательного насоса 11 и вращающий момент М ротору исполнительного механизма, в результате чего питательный насос 11 перемещает рабочую жидкость и создает требуемое давление в ней, а исполнительный механизм производит полезную работу, после чего в полости рабочей камеры 14 происходит изоэнтропное теплопадение пара с одновременным снижением его температуры и давления [3, с.331]. Далее отработавший мятый пар поступает во вращающуюся конденсационную камеру 18, давление в которой значительно меньше, чем в испарительной камере 1, конденсируется там за счет контакта наружной поверхности камеры 11 с холодной средой, причем скорость конденсации значительно увеличивается в результате турбулизации потока холодной среды, после чего образовавшийся конденсат рабочей жидкости под действием центробежной силы, возникающей в результате вращения испарительной камеры, отбрасывается на периферию, освобождая место для конденсации новых порций пара и уменьшая толщину конденсатной пленки, что также увеличивает скорость конденсации [3, с.172] и поглощается фитилем 19. Из фитиля 19 рабочая жидкость под воздействием капиллярных сил и разрежения во всасывающей камере 12 насосом 11 через напорную камеру 13 поступает в напорный трубопровод 21 и разбрызгивается устройством 22 под давлением, величина которого определяет рабочее давление пара в испарительной камере 1. В камере 1 рабочая жидкость разбрызгивается таким образом, что распределяется по внутренней поверхности ее не только торцевой, но и боковых стенок, увеличивая тем самым поверхность теплопередачи и, соответственно, ее скорость, в результате чего происходит вышеописанный процесс испарения, очистки образовавшегося пара от капель рабочей жидкости и далее цикл повторяется. При этом если транспортная камера 4 и напорный трубопровод 21 изготовлены из гибкого материала, то можно изменять ориентацию в пространстве конденсационной камеры 18 и, соответственно, исполнительного механизма независимо от ориентации испарительной камеры 1.Previously, the working body of the actuator, for example the rotor of an electric generator, pump, compressor, etc., is attached to the outer surface of the end face of the condensation chamber 18 (not shown in Figs. 1-4), so that the flow of cold medium as a result of rotation of the rotor is turbulized and, thus, the heat transfer process during condensation of the working fluid steam in the condensation chamber 18 is significantly intensified. Before starting work from chambers 1, 4 , 14, 18 КТТТД remove the air and fill the wick 19, the porous material of the
Таким образом, предлагаемый КТТТД обеспечивает возможность получения механической и электрической энергии за счет утилизации вторичных тепловых энергоресурсов различного потенциала (энергии сбросных вод, отходящих газов и т.д.), тепловых ресурсов природных источников (энергии солнца, воды и т.д.) при любой ориентации в пространстве, что обеспечивает его высокую эффективность в самых различных ситуациях.Thus, the proposed KTTTD provides the possibility of obtaining mechanical and electrical energy due to the utilization of secondary thermal energy resources of various potentials (energy of waste water, exhaust gases, etc.), heat resources of natural sources (energy of the sun, water, etc.) at any orientation in space, which ensures its high efficiency in a variety of situations.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. А.с. №1574842, Мкл. F01K 17/04, 1990.1. A.S. No. 1574842, Ml. F01K 17/04, 1990.
2. А.с. №769038, Мкл. F01K 17/06, 1980.2. A.S. No. 769038, Ml. F01K 17/06, 1980.
3. И.Н.Сушкин. Теплотехника. - М.: Металлургия, 1973, 480 с.3. I.N.Sushkin. Heat engineering. - M.: Metallurgy, 1973, 480 p.
4. Т.М.Башта др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. - М: Машиностроение, 1982, 424 с.4. T.M. Bashta et al. Hydraulics, hydraulic machines and hydraulic drives. - M: Mechanical Engineering, 1982, 424 p.
5. В.В.Харитонов и др. Вторичные теплоэнергоресурсы и охрана окружающей среды. - Минск: Высшая школа, 1988, 170 с.5. V.V. Kharitonov et al. Secondary heat and energy resources and environmental protection. - Minsk: Higher School, 1988, 170 p.
6. Тепловые трубы и теплообменники: от науки к практике. Сборник научн. тр. - М.: 1990, 157 с.6. Heat pipes and heat exchangers: from science to practice. Collection of scientific tr - M .: 1990, 157 p.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006129475/06A RU2320879C1 (en) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | Coaxial-face thermal tube engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006129475/06A RU2320879C1 (en) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | Coaxial-face thermal tube engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2320879C1 true RU2320879C1 (en) | 2008-03-27 |
Family
ID=39366340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006129475/06A RU2320879C1 (en) | 2006-08-14 | 2006-08-14 | Coaxial-face thermal tube engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2320879C1 (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2511781C2 (en) * | 2012-06-27 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Heat-pipe injection screw |
RU2560500C1 (en) * | 2014-03-11 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Heat power plant operation mode |
RU2562735C1 (en) * | 2014-05-06 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant |
RU2562733C1 (en) * | 2014-05-06 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant |
RU2569292C1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station |
RU2570132C2 (en) * | 2014-04-18 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Recovery of heat power generated by thermal electric station |
RU2570133C2 (en) * | 2014-04-18 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Recovery of heat power generated by thermal electric power station |
RU2580768C2 (en) * | 2014-08-22 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of electric power generation by thermal power station |
RU2580769C2 (en) * | 2014-08-22 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of make-up feed water heating in thermal power plant |
RU2579415C1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power plant |
RU2585584C2 (en) * | 2012-02-10 | 2016-05-27 | Альстом Текнолоджи Лтд | Water-steam circuit and method for cleaning thereof |
-
2006
- 2006-08-14 RU RU2006129475/06A patent/RU2320879C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2585584C2 (en) * | 2012-02-10 | 2016-05-27 | Альстом Текнолоджи Лтд | Water-steam circuit and method for cleaning thereof |
US9453428B2 (en) | 2012-02-10 | 2016-09-27 | Alstom Technology Ltd | Water/steam cycle and method for operating the same |
RU2511781C2 (en) * | 2012-06-27 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Heat-pipe injection screw |
RU2560500C1 (en) * | 2014-03-11 | 2015-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Heat power plant operation mode |
RU2570132C2 (en) * | 2014-04-18 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Recovery of heat power generated by thermal electric station |
RU2570133C2 (en) * | 2014-04-18 | 2015-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Recovery of heat power generated by thermal electric power station |
RU2562735C1 (en) * | 2014-05-06 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant |
RU2562733C1 (en) * | 2014-05-06 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Utilisation method of heat energy generated by thermal power plant |
RU2569292C1 (en) * | 2014-05-13 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | Method of recovery of heat energy generated by thermal power station |
RU2580768C2 (en) * | 2014-08-22 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of electric power generation by thermal power station |
RU2580769C2 (en) * | 2014-08-22 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Method of make-up feed water heating in thermal power plant |
RU2579415C1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" | Thermal power plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2320879C1 (en) | Coaxial-face thermal tube engine | |
EP0012006A2 (en) | Heat cycle system and method for producing fresh water from brine | |
US20090260361A1 (en) | Isothermal power system | |
RU2004128453A (en) | METHOD AND DEVICE FOR COOLING SEALS FOR MACHINERY | |
CN1140747C (en) | Absorbing heat pump heating equipment to recover fume afterheat of gas-burning steam-circulating heat and power plant | |
RU2320878C1 (en) | Coaxial thermal tube engine | |
RU2366821C1 (en) | Heat-pipe axial engine | |
RU2449134C2 (en) | Steam turbine multiheat-pipe plant | |
RU2379526C1 (en) | Coaxial multi-tube engine | |
RU2428587C1 (en) | Heat-pipe centrifugal blower | |
RU2371612C1 (en) | Heat-tube pump | |
RU2283461C1 (en) | Heat pipe refrigeration plant | |
CN206290298U (en) | The low temperature organic Rankine cycle power generation system of indirect utilization wind energy | |
RU2352792C1 (en) | Multi-pipe heat and power plant | |
RU2489575C1 (en) | Steam turbine solar thermal pipe plant | |
RU2738748C1 (en) | Heat-pipe steam-turbine plant with conical furnace | |
RU68599U1 (en) | INSTALLATION FOR DISPOSAL OF HEAT ENERGY | |
RU2339821C2 (en) | Multi-heat-pipe engine | |
RU1697481C (en) | Steam power plant | |
RU2454549C1 (en) | Coaxial stepped multiple-heat-pipe engine | |
RU2504666C1 (en) | Power plant | |
RU2287709C2 (en) | Heat pipe engine | |
CN220979590U (en) | Waste heat ORC power generation system of coupling Stirling engine | |
RU123841U1 (en) | ENERGY INSTALLATION | |
RU2368793C1 (en) | Heat-pipe jet engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080815 |