RU2446310C1 - Wind-driven thermal power plant - Google Patents
Wind-driven thermal power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2446310C1 RU2446310C1 RU2010130397/06A RU2010130397A RU2446310C1 RU 2446310 C1 RU2446310 C1 RU 2446310C1 RU 2010130397/06 A RU2010130397/06 A RU 2010130397/06A RU 2010130397 A RU2010130397 A RU 2010130397A RU 2446310 C1 RU2446310 C1 RU 2446310C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- nozzle
- jets
- electric
- turbine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ветроэлектрических установок комбинированного типа, для использования на энергии ветра и химической энергии углеводородного топлива, для применения во всех районах Земли с круглосуточной выработкой электроэнергии.The invention relates to the field of combined-type wind turbines for use on wind and chemical energy of hydrocarbon fuels, for use in all regions of the Earth with round-the-clock power generation.
Известны ветроэлектрические установки пропеллерного типа, строящиеся на различные мощности, с максимальным диаметром колеса до 60 м и мощностью до 1800 кВт, при скорости ветра до 15 м/с. При этом большинство установок средней мощностью 50 кВт дополнительно оборудуются дизель-генераторами, для осуществления бесперебойной выработки электроэнергии. В последнее время наметилась тенденция размещения ветроэлектрических установок /ВЭУ/ в море, так как при удалении от берега на 40 км выработка электроэнергии увеличивается вдвое, причем эффективная работа ВЭУ начинается при скорости ветра от 7 м/с и выше /см. Д. Дэвинс. “Энергия”. М.: Энергоатомиздат, 1985 г., стр.70-77/. Недостатком работы известных ВЭУ является, в первую очередь, их остановка при отсутствии ветра, а также низкий к.п.д. использования энергии ветра, не превышающий 28-36%, большой уровень шума, генерация гибкими лопастями низкочастотных колебаний в воздухе высокой интенсивности /инфразвука/, способствующих возникновению резонансных колебаний в организмах людей и животных, нежелательных для их здоровья, создание помех телепередачам, при этом снабжение ВЭУ дополнительной силовой установки в виде дизель-генератора существенно увеличивает стоимость ВЭУ и киловатт-часа вырабатываемой электроэнергии и значительно снижает моторесурс комбинированной установки.Propeller-type wind turbines are known for construction at various capacities, with a maximum wheel diameter of up to 60 m and a power of up to 1800 kW, with a wind speed of up to 15 m / s. Moreover, most installations with an average power of 50 kW are additionally equipped with diesel generators to ensure uninterrupted power generation. Recently, there has been a tendency to place wind power plants / wind turbines / in the sea, since when the distance to the coast is 40 km, electricity generation doubles, and the wind turbines begin to operate efficiently at wind speeds of 7 m / s and higher / cm. D. Davins. "Energy". M .: Energoatomizdat, 1985, pp. 70-77 /. The disadvantage of the known wind turbines is, first of all, their stop in the absence of wind, as well as low efficiency the use of wind energy, not exceeding 28-36%, a large noise level, the generation by flexible blades of low-frequency vibrations in high-intensity air (infrasound), which contribute to the appearance of resonant vibrations in the bodies of people and animals that are undesirable for their health, interfering with television broadcasts, while supplying Wind turbines of an additional power plant in the form of a diesel generator significantly increases the cost of wind turbines and kilowatt hours of generated electricity and significantly reduces the combined cycle life and.
Известна ветроэлектростанция по патенту №2147693 от 2000 г., содержащая установленные на поддерживающей конструкции в виде многоэтажной башни ветродвигатели с многоступенчатыми турбинами, эжекторами и источниками газа для привода турбин при слабом ветре или его отсутствии, при этом каждый ветродвигатель снабжен многоконтурным турбореактивным двигателем, являющимся источником газа, и установлен на перекрытии башни, с последовательным размещением их по ее высоте. Известная ветроэлектростанция по патенту №2147693 является ближайшим аналогом-прототипом, так как она содержит признаки, совпадающие с признаками заявляемого изобретения, в частности:Known wind power according to patent No. 2147693 from 2000, containing installed on a supporting structure in the form of a multi-story tower wind turbines with multi-stage turbines, ejectors and gas sources for driving turbines with little or no wind, each wind engine is equipped with a multi-circuit turbojet engine, which is the source gas, and is installed on the ceiling of the tower, with sequential placement of them along its height. Known wind farm according to patent No. 2147693 is the closest analogue of the prototype, as it contains features that match the features of the claimed invention, in particular:
- турбина для работы на энергии ветра выполнена многоступенчатой и имеет направляющие сопловые аппараты и эжектор;- the turbine for operation on wind energy is multi-stage and has guide nozzle devices and an ejector;
- поддерживающая конструкция выполнена в виде многоэтажной башни с расположенными на ней ветротепловыми двигателями;- the supporting structure is made in the form of a multi-story tower with wind-driven engines located on it;
- электрогенератор снабжен редуктором /мультипликатором/.- the electric generator is equipped with a gearbox / multiplier /.
Недостатком известной конструкции является применение турбороактивных двигателей в качестве источников газа из-за их сложности, большого веса и высокой стоимости, в связи с чем в предлагаемой конструкции ветротепловой электростанции каждый ветротепловой двигатель снабжен размещенными в корпусах на соосных валах двухступенчатой турбиной для работы на энергии ветра и комбинированной турбиной для работы на энергиях углеводородного топлива и ветра, причем двухступенчатая турбина содержит профилированное кольцо эжектора.A disadvantage of the known design is the use of turbojet engines as gas sources due to their complexity, high weight and high cost, in connection with which, in the proposed design of a wind thermal power plant, each wind thermal engine is equipped with a two-stage turbine placed in cases on coaxial shafts for operation on wind energy and combined turbine for operation on the energy of hydrocarbon fuel and wind, and the two-stage turbine contains a profiled ejector ring.
Кроме того, в конфузоре комбинированной турбины размешен генератор газовоздушных струй, выполненный в виде волнового бескомпрессорного воздушно-реактивного двигателя, содержащего воздухозаборник, снабженный диффузором, с размещенными на нем решетками с пластинчатыми клапанами и соплами для входа атмосферного воздуха, соединенный с конической частью, с установленными в ней наклонными направляющими лопатками, подсоединенной к камере сгорания, с размещенными в ней комбинированной форсункой для впрыскивания смеси термического разложения углеводородного топлива и продуктов термического разложения электропроводной жидкости и противоположно ей форсункой для впрыскивания продуктов электрического взрыва струй электропроводной жидкости, для воспламенения смеси,In addition, a gas jet generator is arranged in the confuser of a combined turbine, made in the form of a wave compressor-free jet engine containing an air intake equipped with a diffuser, with grilles placed on it with plate valves and nozzles for atmospheric air inlet connected to a conical part with installed in it inclined guide vanes connected to the combustion chamber, with a combined nozzle placed in it for injecting a mixture of thermal decomposition hydrocarbon fuels and thermal decomposition products of the electrically conductive liquid, and an opposite nozzle for injecting the products of an electric explosion of jets of electrically conductive liquid, for igniting the mixture,
- камера сгорания соединена с расширяющимся соплом и удлиненным цилиндром, имеющим суживающееся сопло, размещенное в приемной камере эжектора, выполненного в виде конического кольца, соединенного со смесительной камерой,- the combustion chamber is connected to an expanding nozzle and an elongated cylinder having a tapering nozzle located in the receiving chamber of the ejector, made in the form of a conical ring connected to the mixing chamber,
- при этом комбинированная форсунка содержит наружный корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенными с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала параллельно размещению топливной форсунки, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору электрических импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей днище с отверстиями для выхода газовых струй,- at the same time, the combined nozzle contains an outer casing with nozzles for supplying electrically conductive fluid connected to cylindrical channels located inside the casing in the layer of insulating material parallel to the placement of the fuel nozzle, on the one side of which electrodes are connected to the electric pulse generator, and on the other, nozzles are made directed at an angle to each other and communicating with the explosive chamber of the nozzle having a bottom with openings for the exit of gas jets,
- форсунка для впрыскивании продуктов электрического взрыва струй электропроводной жидкости, для воспламенения смеси, содержит наружный корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенными с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору электрических импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерою форсунки, имеющие днище с отверстиями.- the nozzle for injecting products of electric explosion of jets of electrically conductive liquid, for igniting the mixture, contains an outer casing with nozzles for supplying electrically conductive liquids connected to cylindrical channels located inside the housing in a layer of electrical insulation material, on one side of which electrodes are connected to the electric pulse generator and on the other there are nozzles directed at an angle to each other and communicating with the blast chamber nozzles having a bottom with holes .
Изложенная выше совокупность существенных признаков при внедрении обеспечивает реализацию поставленной цели, при этом каждый из данной совокупности приведенных признаков необходим, а все вместе достаточны для получения положительного эффекта - упрощения конструкции источника газа, уменьшения веса и снижения стоимости электростанции. Исходя из приведенных доводов совершенно правомерен вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию изобретения «изобретательский уровень».The above set of essential features during implementation ensures the achievement of the goal, while each of this set of characteristics is necessary, and all together are sufficient to obtain a positive effect - simplifying the design of the gas source, reducing weight and reducing the cost of the power plant. Based on the above arguments, the conclusion that the claimed technical solution meets the criteria of the invention “inventive step” is completely legitimate.
Приведенная совокупность существенных признаков может быть реализована многократно на практике с получением одной и той же цели. Неоднократная возможность реализации /при изготовлении/ заявляемого технического решения с изложенной выше совокупностью существенных признаков отвечает также в полной мере другому главному критерию изобретения - «промышленной применимости».The given set of essential features can be implemented many times in practice with the same goal. The repeated possibility of implementing / during manufacturing / the claimed technical solution with the above set of essential features also fully meets another main criterion of the invention - “industrial applicability”.
Изложенная сущность технического решения поясняется чертежами, на которых:The essence of the technical solution is illustrated by drawings, in which:
- на фиг.1 показан вид спереди на станцию;- figure 1 shows a front view of the station;
- на фиг.2 приведен продольный разрез по ветротепловому двигателю;- figure 2 shows a longitudinal section through a wind turbine engine;
- на фиг.3 приведена развертка проточной части комбинированной и- figure 3 shows a scan of the flow part of the combined and
ветряной турбин;wind turbines;
- на фиг.4 показана в продольном разрезе схема генератора газовоздушных струй, выполненного в виде волнового бескомпрессорного воздушно-реактивного двигателя;- figure 4 shows a longitudinal section of a diagram of a generator of gas-air jets made in the form of a wave compressor-free jet engine;
- на фиг.5 приведен узел “И” в продольном сечении;- figure 5 shows the node "And" in longitudinal section;
- на фиг.6 показан продольный разрез по форсунке;- figure 6 shows a longitudinal section through the nozzle;
- на фиг.7 показан продольный разрез по комбинированной форсунке со схемой генератора электрических импульсов;- Fig.7 shows a longitudinal section through a combined nozzle with a circuit of an electric pulse generator;
- на фиг.8 показана ветротепловая электростанция с двумя ветротепловыми двигателями, установленными на одной высоте;- Fig. 8 shows a wind power plant with two wind thermal engines installed at the same height;
- на фиг.9 приведен поперечный разрез по 1-1 узла "Н", с показом решетки с клапанами.- figure 9 shows a cross section through 1-1 of the node "N", showing the grill with valves.
Ветротепловая электростанция состоит: из многоэтажной башни 1, на перекрытиях которой 2 установлены ветротепловые двигатели /ВТД/ 3, 4, 5, 6, 7 и другие, в зависимости от высоты башни. Каждый ветротепловой двигатель /см. фиг.2/ имеет корпус 8, содержащий суживающуюся часть /конфузор/ 9. Внутри корпуса размещена 2-ступенчатая турбина с первой ступенью 10 и второй 11, между которыми установлен направляющий аппарат 12. Впереди первой ступени турбин также имеется направляющий аппарат 13, а за второй ступенью - спрямляющий аппарат 14, в которых установлены подшипники с опиранием на них вала 15 турбин. Коаксиально валу размещен барабан 16, на котором крепятся лопатки 1-й и 2-й ступени турбин 17 и 18, при этом вал соединен с барабаном с помощью крышек 19. Блок 20, соединенный с валом 15, укреплен в неподвижном обтекателе 21, скрепленном с лопатками 22 направляющего аппарата 13. Лопатки 23 направляющего аппарата, размещенного между турбинами. Вал 15 соединен с барабаном 24, который с помощью ребер 25 соединен еще с одним барабаном 26, на котором размещена 2-ступенчатая турбина 27, подобная первой, с направляющими аппаратами 28 и 100, установленными в корпусе 29, содержащем конфузор 30. Подшипник 31. Коаксиально второму корпусу 29 установлено профилированное кольцо 32, которое с корпусом 29 образует эжектор с входными кольцевым отверстием 33 и выходным 34. Кольцо содержит козырек 35 для отклонения воздушного потока и создания вихря. Кольцо 32 укреплено на поворотной платформе 36 с роликами 37, установленными на цилиндрической опоре 38. Кольцо 32 с помощью ребер 39 закреплено на корпусе 29. Для работы станции при слабом ветре или полном штиле в конфузорах 9 ветротепловых двигателей устанавливаются по осям 40 волновые бескомпрессорные воздушно-реактивные двигатели /см. фиг.4/, работающие на любом, жидком, твердом или газообразном, топливе.Wind thermal power station consists of: a
Назначение этих двигателей, являющихся в этом примере генераторами газовоздушных струй, приводящих во вращение турбины 10, 11, - обеспечение круглосуточной работы станции, с заданной проектом мощностью.The purpose of these engines, which in this example are generators of gas-air jets that drive the
Волновой бескомпрессорный воздушно-реактивный двигатель /генератор газовоздушных струй/ состоит из трех основных частей: воздухозаборника 41, выполненного в виде цилиндра, с размещенными с одной или, как это показано на чертеже, с двух сторон решеток 42 /см. узел H/ с пластинчатыми самодействующими клапанами 43 и соплами 44 для входа атмосферного воздуха. Коаксиально воздухозаборнику установлено направляющее устройство 45, выполненное в виде диффузора, с входным отверстием 46. Воздухозаборник посредством конической части с размещенными в ней наклонными направляющими лопатками для вращения воздуха, соединен со второй основной частью - камерой сгорания 48, содержащей комбинированную форсунку 49 и противоположно ей установленную форсунку 50 для воспламенения рабочей /горючей/ смеси. Камера сгорания с помощью расширяющегося сопла 51 соединена с удлиненным цилиндром /трубой/ 52, - третьей основной частью двигателя, имеющим суживающееся сопло 53, которое установлено в коническом кольце 54, являющемся приемной камерой эжектора. С помощью детали /косынка/ 55 двигатель крепится к корпусу 8. Лопатки направляющего аппарата 22 и турбин 17, 18 с направляющим аппаратом 23 выполнены по типу газовых /паровых/ турбин для движения газовоздушных струй, генерируемых двигателем 48-52 и эжектором 54, 56, при этом сопло 53 двигателя является рабочим, с помощью него увлекается дополнительное количество воздуха на турбины. Форсунка 50 состоит из наружного металлического корпуса 58 с патрубками 59 и 60 для входа электропроводной жидкости, фланца 61 для крепления форсунки. Корпус имеет взрывную камеру 62, содержащую днище 63 с отверстиями 64. Внутри корпуса в электроизоляционном материале 65 выполнены цилиндрические каналы 66 и 67, имеющие с одной стороны сопла 68 и 69, направленные под углом друг к другу, сообщающиеся с взрывной камерой 62, с другой в них установлены электроды 70 и 71, которые подключены к генератору электрических импульсов, содержащему конденсатор 72, зарядный резистор 73 и выпрямитель 74 переменного тока в постоянный.The wave compressorless jet engine / gas-air jet generator / consists of three main parts: an
Комбинированная форсунка 49 состоит из наружного корпуса 75 с патрубками 76 и 77 для входа электропроводной жидкости, фланца 78 для крепления форсунки. Корпус имеет взрывную камеру 79, содержащую днище 80 с отверстиями 82. Внутри корпуса в электроизоляционном материале 82 выполнены цилиндрические каналы 83 и 84 и параллельно им установлена дополнительная форсунка 85 для впрыскивания во взрывную камеру струй 86 углеводородного топлива. Цилиндрические каналы имеют сопла 87 и 88, направленные под углом друг к другу во взрывную камеру, и электроды 89 и 90, подключенные к генератору электрических импульсов, содержащему конденсатор 91, зарядный резистор 92 и выпрямитель 93 переменного тока в постоянный.Combined
Форсунка 50 работает следующим образом. От насосов /не показаны/ по патрубкам 50 и 60 подается под давлением электропроводная жидкость, которая заполняет клапаны 66 и 67 и через сопла 68, 69 в виде струй 94 и 95 поступает во взрывную камеру 62, где струи касаются друг друга в месте контакта 96. За счет этого замыкается цепь разрядного контура генератора электрических импульсов, а конденсатор 72 через электроды 70, 71 и электропроводную жидкость в цилиндрических каналах 66, 67 и соплах 68, 69 разряжается на струи 94, 95. При этом за счет большого электрического сопротивления струй, по сравнению с каналами 66, 67, диаметр которых может приниматься в интервале 0,087-0,2 мм и более, а диаметр каналов в десять или более миллиметров, большая часть мощности электрического разряда P=I2·Rэкв выделяется на струях, которые нагреваются с взрывным испарением и термическим разложением электропроводной жидкости струй. Образовавшиеся продукты электрического взрыва струй заполняют взрывную камеру 62 и через отверстия 64 под высоким давлением и высокой температурой, в виде раскаленных факелов выходят в камеру сгорания 48, где воспламеняют рабочую /горючую/ смесь.The
В качестве электропроводных жидкостей для работы форсунок применяются концентрированные водные растворы сильных электролитов на основе солей, оснований и кислот, с концентрацией для солей 18-25%, суспензии мелкодисперсных порошков металлов или графита в концентрированном водном растворе сильного электролита и в некоторых случаях жидкие металлы /см. Б.А. Артамонов. “Размерная электрическая обработка металлов”. М.: “Высшая школа”, 1978 г., стр.229-232 /1/, см. Б.А. Артамонов, т.2, “Электрофизические и электрохимические методы обработки материалов”, М.: Высшая школа, 1983 г., стр.91-183 /2//. Концентрация порошков металла или графита в суспензиях не превышает нескольких процентов и определяется только экспериментальным путем.As electrically conductive liquids for the operation of nozzles, concentrated aqueous solutions of strong electrolytes based on salts, bases and acids are used, with a concentration for salts of 18-25%, a suspension of finely divided metal or graphite powders in a concentrated aqueous solution of a strong electrolyte, and in some cases, liquid metals / cm . B.A. Artamonov. "Dimensional electrical processing of metals." M .: “Higher school”, 1978, pp. 229-232 / 1 /, see B.A. Artamonov, vol. 2, “Electrophysical and electrochemical methods of processing materials”, Moscow: Higher School, 1983, pp. 91-183 / 2 //. The concentration of metal or graphite powders in suspensions does not exceed several percent and is determined only experimentally.
Механизмы процессов электрических взрывов струй из разных материалов отличаются друг от друга.The mechanisms of the processes of electric explosions of jets from different materials differ from each other.
Электрический взрыв струй концентрированных водных растворов сильных электролитов состоит вначале в пробое газовых пузырьков у катода с образованием плазмы. Горячая плазма и более холодный раствор струй отделяются друг от друга слоем электропроводного пара, содержащего полы электролита. Слой пара, прогреваемый со стороны плазмы и собственной джоулевой теплотой, постепенно продвигается в глубь раствора, пока не достигнет противоположного электрода. После этого на месте струй образуется плазменный канал разряда с образованием электрического взрыва струй /см. 1, стр.229-331/.An electric explosion of jets of concentrated aqueous solutions of strong electrolytes consists initially in the breakdown of gas bubbles at the cathode with the formation of plasma. Hot plasma and a colder solution of the jets are separated from each other by a layer of electrically conductive vapor containing electrolyte floors. The vapor layer, heated from the side of the plasma and its own Joule heat, gradually moves into the depth of the solution until it reaches the opposite electrode. After that, a plasma discharge channel is formed in place of the jets with the formation of an electric explosion of jets / cm. 1, pp. 229-331 /.
Электрический взрыв струй суспензии отличается от первого тем, что при протекании разрядного тока через струи частицы металла или графита, взвешенные в концентрированном водном растворе сильного электролита, взрываются как прямолинейные твердые проводники /см. 2, стр.100-103/, а перемычки между ними из раствора электролита взрываются за счет пробоя раствора /см. 1, стр.229-232/. При этом электропроводность суспензии значительно превосходит чистые растворы электролитов и зависит от концентрации частиц в растворе. Наиболее применяемыми в суспензиях могут быть дорожки алюминия, меди, железа и др. в виде пудры.The electric explosion of suspension jets differs from the first one in that when a discharge current flows through the jets, metal or graphite particles suspended in a concentrated aqueous solution of a strong electrolyte explode as rectilinear solid conductors / cm. 2, pp. 100-103 /, and the jumpers between them from the electrolyte solution explode due to the breakdown of the solution / cm. 1, pp. 229-232 /. In this case, the electrical conductivity of the suspension significantly exceeds pure electrolyte solutions and depends on the concentration of particles in the solution. The most used in suspensions may be tracks of aluminum, copper, iron, etc. in the form of powder.
Электрический взрыв струй жидких металлов из сплава 22,8% Nа и 77,2% K, имеющего отрицательную температуру плавления -12,5°С, и многих других жидких металлов /см. В.Б. Козлов. "Жидкие металлы в технической физике", М.: Знание, 1974/4, стр.13 /3//, например сплава свинца 44,5% и 55,5% висмута с Т=125°С, олова, галлия, цинка и др., подобен электрическому взрыву твердых прямолинейных проводников /см. 2, стр.100-103/. Температура электрического взрыва струй зависит от мгновенной мощности электрического разряда через струи P=I2·Rэкв и может изменяться в интервале /2-5/104 K /см. 2, стр.72/.Electric explosion of jets of liquid metals from an alloy of 22.8% Na and 77.2% K, having a negative melting point of -12.5 ° C, and many other liquid metals / cm. V.B. Kozlov. "Liquid metals in technical physics", M .: Knowledge, 1974/4, p. 13/3 //, for example, a lead alloy of 44.5% and 55.5% of bismuth with T = 125 ° C, tin, gallium, zinc and others, similar to an electric explosion of solid rectilinear conductors / cm. 2, pp. 100-103 /. The temperature of the electric explosion of the jets depends on the instantaneous power of the electric discharge through the jets P = I 2 · R eq and can vary in the range / 2-5 / 10 4 K / cm. 2, p. 72 /.
Комбинированная форсунка, поз.49, отличается от форсунки 50 размещением в ней дополнительной форсунки 85 для впрыскивания в виде струй 86 жидкого углеводородного топлива, например мазута, солярки и др. продуктов перегонки нефти, а также струй суспензии мазута или воды с угольной пылью, газового топлива и др.The combined nozzle, pos. 49, differs from the
Работает комбинированная форсунка следующим образом. От насосов /не показаны/ по патрубкам 76 и 77 подается электропроводная жидкость, которая в виде струй 97 и 98 впрыскивается во взрывную камеру 79, касается в месте контакта 99 и замыкает цепь разрядного контура генератора электрических импульсов 93-91, при этом конденсатор 91 через электроды 89, 90 разряжается на струи 97, 98, которые нагреваются и взрываются с высокой температурой во взрывной камере 79. За счет высокой температуры электрического взрыва струй электропроводной жидкости одновременно впрыснутые струи 86 углеводородного топлива мгновенно нагреваются с осуществлением термического разложения любого вида углеводородного топлива, в том числе и твердого, с образованием смеси продуктов термического разложения электропроводной жидкости, например суспензии концентрированного водного раствора сильного электролита с частицами алюминиевой пудры /концентрация раствора и частиц металла или графита определяется экспериментальным путем/, и продуктов термического разложения, например мазута, который при этом становится в виде газообразного топлива. Эта раскаленная смесь через отверстия 61 впрыскивается в камеру сгорания 48, быстро и качественно смешивается с воздухом и воспламеняется за счет включения форсунки 50, из отверстий 64 которой выходят раскаленные струи /факелы/ продуктов электротермического разложения струй 94, 95 электропроводной жидкости.The combined nozzle works as follows. An electrically conductive liquid is supplied from the pumps (not shown) through
Образовавшиеся продукты сгорания в камере сгорания 48 расширяются в обе стороны и, как поршни, сжимают воздух в воздухозаборнике 41 и удлиненном цилиндре 52. Цилиндрическая часть 57 воздухозаборника без решеток 45 служит в виде буферного устройства, в котором продукты сгорания при расширении сжимают находящийся в нем воздух и в остальной части воздухозаборника, с повышением температуры сжатого воздуха за счет сжатия одного газа “A” другим газом “B” /см. редактор Эммонс, “Основы газовой динамики”, 1960 г., перевод с английского/ не более 200-300°C, что позволяет работать тонким пластинчатым клапанам 43 в нормальных условиях длительное время.The resulting combustion products in the
При расширении продуктов сгорания в сторону удлиненного цилиндра 52 находящийся в нем атмосферный воздух сжимается до давления “P” и разгоняется до скорости V м/с, при этом сжатая зона воздуха находится между газовым поршнем /продуктами сгорания/, движущимся со скоростью V м/с, и звуковой волной, распространяющейся в удлиненном цилиндре 52 со скоростью 340 м/с /см. А.И. Зверев. “Детонационные покрытия в судостроении”, М.: Судостроение, 1979 г., стр.7-49 /4//. В результате из сопла 53 выходит импульсная струя воздуха со скоростью _м/с и отработанные продукты сгорания, которые всасывают дополнительное количество атмосферного воздуха через коническое кольцо 54, служащее в виде приемной камеры эжектора, и через направляющий аппарат 22 смесь воздуха и сгоревших газов с заданной скоростью поступают на лопатки 17 и 18 воздушной турбины ветротепловой электростанции.When the combustion products expand towards the
После выхода продуктов сгорания из сопла 53 на всем протяжении двигателя 41, 48, 51, 52, 53 создается разрежение, под действием которого открываются /отгибаются/ пластинчатые клапаны 43, обеспечивая вход атмосферного воздуха в воздухозаборник 41 и камеру сгорания 48. Одновременно атмосферный воздух через сопло 53 входит в удлиненный цилиндр 52 и расширяющееся сопло 51 с заданной скоростью, что приводит к столкновению обоих движущихся навстречу друг другу воздушных потоков и повышению давления в камере сгорания 48. Снова впрыскивается газообразная смесь топлива и продуктов электротермического разложения электропроводной жидкости струй 97, 98 из комбинированной форсунки 49, которая смешивается с воздухом и воспламеняется за счет включения форсунки 50. Образовавшиеся продукты сгорания снова совершают рабочий цикл расширения и сжатия воздуха в удлиненном цилиндре 52, при этом частота рабочих циклов двигателя достигает 100 циклов в секунду и более /см. К.А. Гильзин. “Воздушно-реактивные двигатели”, Оборонгиз, 1956 г., стр.99-104 /5//.After the combustion products exit the
Таким образом 2-ступенчатая турбина 10, 11 в режиме тепловой машины работает от двигателя, имеющего удлиненный цилиндр 52, который в свою очередь установлен в кольце 54, являющемся приемной камерой эжектора. Такое техническое решение позволяет увеличить массу газовоздушных струй и одновременно снизить их скорость на лопатках 17, 18 двухступенчатой турбины, что необходимо для эффективной работы турбины большого диаметра.Thus, the 2-
Особенности работы волнового бескомпрессорного воздушно-реактивного двигателя:Features of the operation of a wave compressorless jet engine:
- удлиненный цилиндр 52 с расширяющимся соплом 51, подсоединенным к камере сгорания 48, при работе двигателя позволяет осуществлять прямое преобразование химической энергии топлива в кинетическую энергию большой массы сжатого в цилиндре воздуха, которая за счет скорости V м/с и давления “P” преобразуется на лопатках 17, 18 турбин в механическую энергию турбины, вращающей генератор в блоке 20. При этом чем больше длина цилиндра 52, тем больше масса сжимаемого и разгоняемого продуктами сгорания столба воздуха, для уменьшения длины цилиндра устанавливается расширяющееся сопло 51. За счет прямого преобразования химической энергии топлива в кинетическую энергию столба сжатого воздуха в удлиненном цилиндре 52 достигается высокий КПД турбогенератора 10, 11, 20, работающего с одним - по оси 40, или с большим количеством двигателей /2-мя, 3-мя/, а также обеспечивается простота схемы силовой установки. Волновой принцип сжатия одного газа B другим A позволяет также создать нормальные условия работы для пластинчатых клапанов 43 с низкой температурой сжатого воздуха в их зоне работы. Однако кроме приведенной конструкции самодействующих клапанов, выполненных в виде тонких пластинок, могут также применяться известные в технике конструкции тарельчатых клапанов, широко применяемых в поршневых двигателях, с приводом от соленоидов, управляемых электронной системой двигателя, и др.- the
Топливная система, содержащая комбинированную форсунку 49, насосы и генератор электрических импульсов, обеспечивает впрыскивание в камеру сгорания 48 смеси газообразного углеводородного топлива и водородного топлива, являющегося продуктом электротермического разложения электропроводной жидкости, на основе суспензии частиц металла или графита в концентрированном водном растворе сильного электролита на основе солей, оснований и кислот или чистого раствора электролита. Применение того или иного вещества электропроводной жидкости устанавливается экспериментальным путем.A fuel system containing a combined
При температуре электрического взрыва струй 87, 98, превышающей 2500°C, вода раствора разлагается на 
Процесс сгорания смеси углеводородного топлива и продуктов электротермического разложения струй 97, 98, т.е. газообразного топлива, происходит с низким значением коэффициента избытка воздуха _, не превышающего 1,05-1,2, за счет воспламенения углеводородного топлива раскаленными струями, выходящими из отверстий 64 форсунки 50. Иными словами, сгорает обедненная рабочая /горячая/ смесь с воздухом, что позволяет снизить расход топлива на 10-12% /см. Е.Б. Пасхин. “Современные тенденции в конструкции легковых автомобилей”, М.: Транспорт, Знание, 1985/4, стр.16 /8//.The combustion process of a mixture of hydrocarbon fuel and electrothermal decomposition products of
Совместное осуществление рабочего процесса двигателя с использованием энергий диссоциации и ассоциации продуктов электротермического разложения струй 97, 98 и химической энергии углеводородного топлива также обеспечивает снижение расхода топлива, а прямое преобразование этих энергий в кинетическую энергию газовоздушных струй, вытекающих из сопла 53 и смесительной камеры 56 эжектора (54, 56) на лопатки турбин 10, 11, позволяет получить совершенную тепловую машину с высоким эффективным КПД.The joint implementation of the engine working process using the dissociation energies and the association of the products of electrothermal decomposition of the
Мощность 2-ступенчатой турбины в корпусе 8 зависит от геометрических размеров волнового бескомпрессорного воздушно-реактивного двигателя или генератора газовоздушных струй 48, 52, частоты рабочих циклов и эффективного КПД установки, а также количества их, приводящих во вращение турбину, и может изменяться в интервале от нескольких сот до нескольких тысяч киловатт.The power of a 2-stage turbine in the
Каждый ветротепловой двигатель 3-7 является комбинированной машиной и может работать, на энергии ветра или в виде тепловой машины, что зависит от скорости ветра в данном районе.Each wind-driven engine 3-7 is a combined machine and can operate on wind energy or in the form of a heat engine, which depends on the wind speed in the area.
Ветротепловой двигатель в режиме ветроагрегата работает следующим образом.Wind thermal engine in the mode of the wind turbine operates as follows.
Движущийся воздушный поток проходит в конфузоры 9 и 30 с увеличением скорости и поступает в направляющие аппараты 13 и 28, 100 двухступенчатых турбин 10, 11 и 27. Одновременно поток движущегося воздуха обтекает корпус 29 и поступает в кольцевое отверстие 33 эжектора, создавая за турбинами, размещенными в корпусах 8 и 29, разрежение.The moving air flow passes into the
Совместное действие набегающего потока воздуха и разрежение за ними обеспечивают существенное повышение к.п.д. использования энергии ветра, который еще больше возрастает за счет применения 2-ступенчатых турбин. Как известно, максимальный к.п.д. использования энергии ветра, достигнутый на известных лопастных ветроагрегатах, не превышает 28-36% /см. Д. Дэвинс. "Энергия", М.: Энергоатомиздат, 1985 г., стр.70 /9//. Применение эжектора и 2-ступенчатых турбин позволяет сильно увеличить эффективность использования энергии ветра, примерно до 70-90%, и существенно увеличить удельную мощность ветротепловых двигателей по сравнению с обычными.The combined effect of the oncoming air flow and vacuum behind them provide a significant increase in efficiency the use of wind energy, which is further enhanced by the use of 2-stage turbines. As you know, the maximum efficiency the use of wind energy achieved on the known blade wind turbines does not exceed 28-36% / cm. D. Davins. "Energy", Moscow: Energoatomizdat, 1985, p. 70/9 //. The use of an ejector and 2-stage turbines can greatly increase the efficiency of using wind energy, up to about 70-90%, and significantly increase the specific power of wind-driven engines compared to conventional ones.
Второе. За счет устройства козырька 35, обеспечивающего образование вихря, еще больше увеличивается разрежение за турбинами.The second one. Due to the
Третье. За счет устройства конфузоров 9 и 30 осуществляется увеличение скорости воздушного потока на лопатках турбин и значительное повышение частоты вращения 2-ступенчатых турбин, что позволяет упростить мультипликатор /редуктор/, связанный с валом 15 турбин и электрогенератором 20 /не показан/.The third. Due to the arrangement of
Четвертое. Короткие лопасти турбин, работающие в закрытых корпусах, при вращении не создают низкочастотных колебаний, что присуще обычным лопастным ветроагрегатам, и помех телевидению.Fourth. Short blades of turbines operating in closed housings do not create low-frequency oscillations during rotation, which is inherent to conventional blade-type wind turbines and to interference with television.
Этому же способствует более высокая частота вращения роторов 2-ступенчатых турбин. Как известно, генерация инфразвука длинными и гибкими лопастями обычных ветроагрегатов и большой уровень шума ограничивают их область применения на местности, так как вредно влияют на здоровье людей и домашних животных.This is also facilitated by the higher rotor speed of the 2-stage turbines. As you know, the generation of infrasound by the long and flexible blades of conventional wind turbines and the high noise level limit their field of application on the ground, as they adversely affect the health of people and pets.
Пятое. Ветротепловые двигатели в закрытых корпусах устойчивы к сильным порывам ветра, а 2-ступенчатые турбины работают при любой скорости ветра и не подвержены разрушению, тогда как длинные лопасти известных ветроагрегатов ломаются, особенно при резком изменении направления ветра.Fifth. Wind-driven engines in closed enclosures are resistant to strong gusts of wind, and 2-stage turbines operate at any wind speed and are not subject to destruction, while the long blades of known wind turbines break, especially with a sharp change in wind direction.
Установка ветротепловых двигателей /ВТД/ на ветер осуществляется принудительно за счет работы датчиков, улавливающих направление ветра, механизма привода и системы автоматики ВТД. При этом из-за различного направления ветра по высоте каждый ветротепловой двигатель на своем этаже устанавливается именно на эти направления ветра.The installation of wind-driven engines / VTD / in the wind is carried out forcibly due to the operation of sensors that detect the direction of the wind, the drive mechanism and the VTD automation system. Moreover, due to the different direction of the wind in height, each thermal engine on its floor is installed precisely in these wind directions.
Мощность на энергии ветра N=0,000833·F·V3·β1·β2 л.с.,Wind power N = 0.000833 · F · V 3 · β 1 · β 2 hp,
где F - площадь турбины, м2;where F is the turbine area, m 2 ;
V - расчетная скорость ветра, м/с;V is the estimated wind speed, m / s;
β1 - коэффициент использования энергии ветра;β 1 - coefficient of use of wind energy;
β2 - механический к.п.д. ±0,93-8,97.β 2 - mechanical efficiency ± 0.93-8.97.
Скорость ветра по высоте растет согласноWind speed in height increases according to
где - V10 расчетная скорость ветра на Н=10 м;where - V 10 the estimated wind speed at N = 10 m;
m - коэффициент, равный 0,14-0,18 /см. Д. Дэвинс. "Энергия", М.: Энергоатомиздат, 1985 г., стр.70-77 /9/, и К.Н. Волков. "Ветроэнергетические установки", М.: Машиностроение, 1978 г., стр.5-31 /16//.m is a coefficient equal to 0.14-0.18 / cm. D. Davins. "Energy", Moscow: Energoatomizdat, 1985, pp. 70-77 / 9 /, and K.N. Volkov. "Wind Power Installations", Moscow: Engineering, 1978, pp. 5-31 / 16 //.
Эффективность работы ветроагрегатов зависит от скорости ветра и продолжительности его действия в данном районе местности. Для пропеллерных ветроагрегатов с к.п.д. использования энергии ветра β1=0,36 наименьшая скорость ветра около 7 м/с. Например, на Камчатке, где ветер дует с такой скоростью более 6500 часов в году, строительство ВЭУ необходимо. Побережье Северного ледовитого океана также является районом сильных и продолжительных ветров, при этом общая мощность ветра на планете оценивается в 4,4 трлн кВт /см. М.А. Стырикович. "Стратегия энергетики", М.: Знание, Техника, 1984/7, стр.46-50 /11//. Поэтому использование ветроэлектрических установок при их серийном производстве могло бы в значительной степени улучшить энергоснабжение отдельных регионов страны.The efficiency of wind turbines depends on the speed of the wind and the duration of its operation in a given area. For propeller wind turbines with efficiency use of wind energy β 1 = 0.36 lowest wind speed of about 7 m / s. For example, in Kamchatka, where the wind blows at such a speed of more than 6,500 hours a year, the construction of a wind turbine is necessary. The coast of the Arctic Ocean is also a region of strong and long-term winds, while the total wind power on the planet is estimated at 4.4 trillion kW / cm. M.A. Styrikovich. "Energy Strategy", Moscow: Knowledge, Technique, 1984/7, pp. 46-50 / 11 //. Therefore, the use of wind power plants in their serial production could significantly improve the energy supply of certain regions of the country.
Однако ветер с небольшой скоростью или с сильными порывами дует на всей планете и использование возобновляемой энергии в широком диапазоне скорости ветра с помощью ветротепловых электростанций в несколько этажей необходимо осуществлять в любом районе земли.However, wind with low speed or with strong gusts blows all over the planet and the use of renewable energy in a wide range of wind speeds using wind and thermal power plants of several floors must be carried out in any area of the earth.
Таким образом, ветротепловой двигатель содержит комбинированную 2-ступенчатую турбину, размещенную в корпусе 8, установленную коаксиально относительно 2-ступенчатой турбины в корпусе 29, при этом первая турбина работает в режиме газотурбинной установки с двигателем 48-52 при отсутствии ветра, а при ветре обе турбины в корпусах 8 и 29 работают совместно путем соединения их между собой с помощью муфты 101. На фиг.3 показаны развертки проточных частей турбин с лопатками 17, 18 в корпусе 8 и турбин 27 с направляющими аппаратами 28, 100 в корпусе 29.Thus, the thermal engine contains a combined 2-stage turbine located in the
Муфта 101 может быть кулачковая, конусная и пр. из известных в технике. Размещение ветротепловых двигателей 3-7 по высоте на различных этажах многоэтажной башни 1 позволяет наиболее эффективно использовать энергию ветра, в соответствии с ур-ем /2/.
Например, ветротепловой двигатель с 2-ступенчатой турбиной 27 в корпусе 29 диаметром Д=6,44 м при расчетной скорости ветра V=15 м/с, на высоте H1=14,2 м по расчету имеет мощность N=50 кВт /ВТД, поз.3/. При этом следующие по высоте ВТД: поз.4 имеет мощность N=75,6 кВт на высоте 26,4 м, поз.5 на высоте 39,1 м - мощность N=89,2, поз.6 N=100 кВт и поз.7 на высоте 64,5 м имеет мощность N=110 кВт.For example, a wind-driven engine with a 2-
Иными словами, мощность двигателей существенно растет по высоте с повышением общей мощности ветротепловой электростанции, в данном примере до N=424,8 кВт. В периоды отсутствия ветра с помощью муфты 101 турбина в корпусе 29 отсоединяется от турбины в корпусе 8, включается волновой бескомпрессорный воздушно-реактивный двигатель 48-52, работающий с эжектором 54, 56, обеспечивая работу ветротеплового/ых/ двигателя в режиме газотурбинной установки в корпусе/ах/ 8 с вращением электрогенератора в блоке 20 /или просто генератора/. В целях существенного повышения мощности ветротепловой электростанции /ВТС/ ветротепловой двигатель, например, на 1-м этаже выполняется с комбинированным электрогенератором или с двумя электрогенераторами, один из которых имеет мощность N=50 кВт, а второй рассчитан на мощность 1,5-2,5 тыс. кВт, равную мощности, развиваемой турбиной в корпусе 8, при установке на ней 2-х-3-х двигателей 48-52 без эжекторов 54, 56.In other words, the power of the engines increases significantly in height with an increase in the total power of the thermal power plant, in this example, to N = 424.8 kW. During periods of lack of wind, with the help of the
На фиг.8 ветротепловая электростанция выполняется с 2-мя ВТД 102, 103, снабженными двигателями 48-52, поз.104, 105, установленными на раме 106 и поворотной платформе 107.In Fig. 8, a thermal power plant is run with 2
Морское исполнение ВТД и ВТС. Известно, что на удалении 40 км от берега выработка электроэнергии в течение года увеличивается вдвое за счет увеличения скорости ветра.Marine performance of the VTD and MTC. It is known that at a distance of 40 km from the coast, the generation of electricity during the year doubles due to an increase in wind speed.
Использование и применение ветротепловых двигателей в качестве главных силовых установок на транспортных морских судах, размещаемых на палубах, позволяет существенно снизить расход углеводородного топлива и транспортные расходы на перевозку грузов.The use and application of wind-driven engines as the main power units on transport marine vessels placed on decks can significantly reduce the consumption of hydrocarbon fuel and transportation costs for the transportation of goods.
Многотопливность ВТД обеспечивается за счет использования комбинированных форсунок, выполненных по фиг.7 /поз.49/, в которых осуществляется взрывное термическое разложение любых видов углеводородов, впрыскиваемых в виде струй 86 в зону электрических взрывов струй 97, 98, во взрывной камере 79. Эта особенность работы волновых бескомпрессорных воздушно-реактивных двигателей 48-52 /генераторов газовоздушных струй /ГВС//, позволяет существенно снизить затраты на топливо за счет применения тяжелых топлив /мазут и др./, а также различных смесей, в т.ч. мазута с угольной пылью.The multi-fuel injection function is ensured through the use of combined nozzles made in FIG. 7 / pos. 49/, in which explosive thermal decomposition of any types of hydrocarbons injected in the form of
Аккумуляторы ветровой энергии. В периоды сильных и продолжительных ветров /Камчатка, побережье Северного ледовитого океана, Калифорния и др./ накопление излишков энергии осуществляется с помощью преобразования электрической энергии в жидкий воздух /см. патент №2297137 от 2005 г. автора/. Накопленный жидкий воздух в криогенных резервуарах позволяет использовать его в двух целях:Batteries of wind energy. During periods of strong and prolonged winds / Kamchatka, the coast of the Arctic Ocean, California, etc. / the accumulation of excess energy is carried out by converting electrical energy into liquid air / cm. patent No. 2297137 from 2005 of the author /. The accumulated liquid air in cryogenic tanks allows it to be used for two purposes:
- в качестве энергоносителя на турбине в корпусе 8 путем испарения жидкого воздуха и подачи его в камеру/ы/ сгорания 48 через вентиль /не показан/;- as an energy carrier on a turbine in the
- в качестве наиболее эффективного хладагента для использования в промышленных холодильниках, с одновременным получением электрической энергии на турбогенераторе. Одновременно он может использоваться в домашних холодильниках, морозильниках и кондиционерах, а также в качестве энергоносителя для работы автотранспорта, особенно внутризаводского, и в др. целях: медицине, электронике, получении жидкого водорода для использования сверхпроводящих кабелей и трубопроводов.- as the most effective refrigerant for use in industrial refrigerators, with the simultaneous receipt of electrical energy on a turbogenerator. At the same time, it can be used in home refrigerators, freezers and air conditioners, as well as an energy carrier for operating vehicles, especially in-plant ones, and for other purposes: medicine, electronics, and the production of liquid hydrogen for the use of superconducting cables and pipelines.
Особенности устройства ветротеплового двигателяFeatures of the wind turbine engine
Каждый ветротепловой двигатель 3-7 состоит из двух турбин, при этом первая, размещенная в корпусе 8, является комбинированной и работает как на энергии ветра, так и на энергии углеводородного топлива с помощью работы генераторов газовоздушных струй 48-52, выполненных в виде волновых бескомпрессорных воздушно-реактивных двигателей, а вторая 2-ступенчатая турбина большего диаметра, установленная в корпусе 29 коаксиально первой, имеет вал 108, вращающийся в пустотелом вале 15 /соосные валы/, которые соединены между собой с помощью муфты 101, и работает только на энергии ветра.Each wind-driven engine 3-7 consists of two turbines, while the first, located in the
При устройстве одного или нескольких ветротепловых двигателей большой мощности /1,5-2,5 тыс. кВт или больше/ первая турбина в корпусе 8 имеет двигатели 48-52 с соплами 53, работающие без устройства эжекторов 54, 56, при этом в блоке 20 размещаются электрогенератор мощностью 1,5-2,5 тыс. кВт с частотой вращения, равной частоте вращения 2-ступенчатой турбины 10-11, работающей в режиме газовой турбины и соединяемой с валом 15 с помощью муфты /не показаны/, а также мультипликатор для увеличения частоты вращения электрогенератора мощностью 50 кВт, равной мощности турбин в корпусах 8 и 29 при работе их на энергии ветра. Здесь связь между валом 15, мультипликатором и соединенным с ним электрогенератором малой мощности осуществляется с помощью конической передачи и второй муфты /не показаны/. При этом коническая передача устанавливается на вал 15 и соединяется с муфтой, которая включается при работе ветроустановки с двумя турбинами в корпусах 8, 29, а муфта, соединяющая вал 15 с электрогенератором большой мощности, в этот период работы на энергии ветра отключается.When one or several high-temperature wind-driven engines are installed (1.5-2.5 thousand kW or more), the first turbine in the
Применение 2-ступенчатой турбины в корпусе 8 в качестве главной силовой установки для работы в энергетике и на транспорте. В этом случае она работает в режиме газотурбинной установки с одним, двумя или тремя генераторами газовоздушных струй 48-52, выполненными в виде волновых бескомпрессорных воздушно-реактивных двигателей. Новая конструкция газотурбинной установки /ГТУ ИГ/ прерывистого горения значительно проще по конструкции, чем известные газотурбинные установки, многотопливна, экономична и имеет меньшую стоимость.The use of a 2-stage turbine in
Технико-экономическая частьTechnical and economic part
Новая ветротепловая электростанция с новыми ветротепловыми двигателями /ВТД/ обладает рядом существенных преимуществ перед обычными ветроагрегатами:A new wind and thermal power plant with new wind and thermal engines / VTD / has a number of significant advantages over conventional wind turbines:
- КПД использования энергии ветра в 2-3 раза превышает пропеллерные ВЭУ;- The efficiency of using wind energy is 2-3 times higher than the propeller wind turbines;
- ВТС работает круглосуточно, независимо от того, дует ветер или нет.- The PTS operates around the clock, regardless of whether the wind blows or not.
При этом генераторы газовоздушных струй /ГВС/, выполненные в виде волновых бескомпрессорных воздушно-реактивных двигателей с эжектором /или в некоторых случаях без него/, просты по конструкции, имеют высокий эффективный КПД, многотопливны и в силу этого являются высокоэкономичными машинами, обеспечивающими низкую стоимость киловатт-часа электроэнергии. Вместе с тем, комбинированная схема новых ВТД с простыми по конструкции генераторами газовоздушных струй /ГВС/ позволяет получить эффективную силовую установку для использования их во всех районах Земли, с различными скоростями движения ветра, чему одновременно способствует высокий КПД использования энергии ветра.At the same time, gas-air jet generators (GVS), made in the form of wave non-compressor jet engines with an ejector / or in some cases without it /, are simple in design, have high effective efficiency, are multi-fuel and, therefore, are highly economical machines that provide low cost kilowatt hours of electricity. At the same time, the combined circuit of the new high-voltage engines with simple-by-air gas-jet generators (GVS) makes it possible to obtain an efficient power plant for use in all regions of the Earth with different wind speeds, which is simultaneously promoted by high efficiency of using wind energy.
Компактность ВТД, их большая устойчивость к сильным порывам ветра, отсутствие при работе акустического низкочастотного излучения /инфразвука/ позволяет широко использовать как отдельные ВТД, так и башенные ветротепловые электростанции в черте города и сельской местности.The compactness of the VTD, their high resistance to strong gusts of wind, and the absence of acoustic low-frequency radiation / infrasound during operation / allows the wide use of both individual VTD and tower wind-thermal power plants in the city and rural areas.
Использование жидкого воздуха в качестве аккумулятора ветровой энергии, с температурой Т=-190°С, обеспечивает перевозку его на большие расстояния водным транспортом, например, с Антарктиды в любую точку Земли. Как известно, ветровой потенциал Антарктиды огромен, а скорость ветра превышает 70-80 м/с.The use of liquid air as a battery of wind energy, with a temperature of T = -190 ° C, provides for its transportation over long distances by water, for example, from Antarctica to anywhere in the world. As you know, the wind potential of Antarctica is huge, and the wind speed exceeds 70-80 m / s.
Claims (1)
при этом в конфузоре комбинированной турбины размещен генератор газовоздушных струй, выполненный в виде волнового безкомпрессорного воздушно-реактивного двигателя, содержащего воздухозаборник, снабженный диффузором, с размещенными на нем решетками с пластинчатыми клапанами и соплами для входа атмосферного воздуха, соединенный с конической частью, с установленными в ней наклонными направляющими лопатками, подсоединенной к камере сгорания, с размещенными в ней комбинированной форсункой для впрыскивания смеси термического разложения углеводородного топлива и продуктов термического разложения электропроводной жидкости и противоположно ей форсункой для впрыскивания продуктов электрического взрыва струй электропроводной жидкости, для воспламенения смеси,
камера сгорания соединена с расширяющимся соплом и удлиненным цилиндром, имеющим суживающееся сопло, размещенное в приемной камере эжектора, выполненного в виде конического кольца, соединенного со смесительной камерой,
при этом комбинированная форсунка содержит наружный корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенными с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала параллельно размещению топливной форсунки, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору электрических импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей днище с отверстиями для выхода газовых струй, форсунка для впрыскивания продуктов электрического взрыва струй электропроводной жидкости для воспламенения смеси содержит наружный корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенными с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору электрических импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей днище с отверстиями. A wind thermal power plant containing wind thermal engines installed on the ceilings of a multi-story tower with turbines connected to electric generators, couplings and multipliers placed in buildings with confusers on one side for supplying air flow turbines with gas jet generators installed in them for operation of the station at weak wind or calm, and on the other - profiled rings located coaxially with the housings and made with them in the form of ejectors to create a vacuum in them, with automation systems with drive mechanisms for installing wind-driven thermal engines in the wind, fuel systems and electric pulse generators, characterized in that each thermal-powered engine is equipped with a two-stage turbine located in the housings on the coaxial shafts for operation on wind energy and a combined turbine for operation on hydrocarbon fuel and wind, and the two-stage turbine contains a profiled ejector ring,
while in the confuser of the combined turbine there is a gas-air jet generator made in the form of a wave compressor-free jet engine containing an air intake equipped with a diffuser, with grilles placed on it with plate valves and nozzles for atmospheric air inlet, connected to the conical part, with her inclined guide vanes connected to the combustion chamber, with a combined nozzle for injecting a mixture of thermal decomposition hydrocarbon fuel and the products of thermal decomposition of the conductive liquid and an opposite nozzle for injecting electric explosion products conductive fluid jets, for igniting the mixture,
the combustion chamber is connected to an expanding nozzle and an elongated cylinder having a tapering nozzle located in the receiving chamber of the ejector, made in the form of a conical ring connected to the mixing chamber,
the combined nozzle contains an outer casing with nozzles for supplying electrically conductive liquid connected to cylindrical channels located inside the casing in a layer of insulating material parallel to the placement of the fuel nozzle, on one side of which electrodes are installed connected to the electric pulse generator, and nozzles are made on the other, nozzles directed at an angle to each other and communicating with the explosive chamber, having a bottom with openings for the exit of gas jets, nozzle for air yawing products of electric explosion of jets of electrically conductive liquid to ignite the mixture contains an outer casing with nozzles for supplying electrically conductive fluid connected to cylindrical channels located inside the housing in a layer of electrical insulation material, on one side of which electrodes are installed connected to an electric pulse generator, and on the other nozzles directed at an angle to each other and communicating with the explosive chamber of the nozzle having a bottom with holes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010130397/06A RU2446310C1 (en) | 2010-07-20 | 2010-07-20 | Wind-driven thermal power plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010130397/06A RU2446310C1 (en) | 2010-07-20 | 2010-07-20 | Wind-driven thermal power plant |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010130397A RU2010130397A (en) | 2012-01-27 |
| RU2446310C1 true RU2446310C1 (en) | 2012-03-27 |
Family
ID=45786216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010130397/06A RU2446310C1 (en) | 2010-07-20 | 2010-07-20 | Wind-driven thermal power plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2446310C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692170C1 (en) * | 2018-11-16 | 2019-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Device for heating of feed water with secondary steam |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5464320A (en) * | 1993-06-02 | 1995-11-07 | Finney; Clifton D. | Superventuri power source |
| RU2147693C1 (en) * | 1998-06-01 | 2000-04-20 | Артамонов Александр Сергеевич | Windmill electric generating plant |
| RU2157907C2 (en) * | 1997-09-02 | 2000-10-20 | Артамонов Александр Сергеевич | Jet engine |
| RU2157902C2 (en) * | 1998-09-01 | 2000-10-20 | Артамонов Александр Сергеевич | Windmill-and-gas-turbine power plant |
| US6382904B1 (en) * | 1998-03-25 | 2002-05-07 | Igor Sergeevich Orlov | Windmill powerplant |
| RU2297137C2 (en) * | 2005-01-19 | 2007-04-20 | Александр Сергеевич Артамонов | Fish raising complex |
-
2010
- 2010-07-20 RU RU2010130397/06A patent/RU2446310C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5464320A (en) * | 1993-06-02 | 1995-11-07 | Finney; Clifton D. | Superventuri power source |
| RU2157907C2 (en) * | 1997-09-02 | 2000-10-20 | Артамонов Александр Сергеевич | Jet engine |
| US6382904B1 (en) * | 1998-03-25 | 2002-05-07 | Igor Sergeevich Orlov | Windmill powerplant |
| RU2147693C1 (en) * | 1998-06-01 | 2000-04-20 | Артамонов Александр Сергеевич | Windmill electric generating plant |
| RU2157902C2 (en) * | 1998-09-01 | 2000-10-20 | Артамонов Александр Сергеевич | Windmill-and-gas-turbine power plant |
| RU2297137C2 (en) * | 2005-01-19 | 2007-04-20 | Александр Сергеевич Артамонов | Fish raising complex |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692170C1 (en) * | 2018-11-16 | 2019-06-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Device for heating of feed water with secondary steam |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010130397A (en) | 2012-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108301874B (en) | Engine, rotary device, generator system and methods of making and using same | |
| CN108138570B (en) | Rotary pulse detonation engine, power generation system including the same, and methods of making and using the same | |
| CN106285945B (en) | Continuous rotation pinking generator | |
| CN105308306A (en) | Method and apparatus for providing adaptive swirl injection and ignition | |
| RU164690U1 (en) | PENDULUM-SLIDER DEVICE FOR REACTIVE DETONATION BURNING | |
| US9287752B2 (en) | Systems for generating energy | |
| RU2446310C1 (en) | Wind-driven thermal power plant | |
| US11459947B2 (en) | Rotary power generating apparatus and methods of making and using the same | |
| US20110048008A1 (en) | Hydro-Electric reactor | |
| RU2386825C2 (en) | Method to operate multi-fuel thermal engine and compressor and device to this effect (versions) | |
| CN113513366A (en) | Rotary valve rotor engine | |
| RU2387582C2 (en) | Complex for reactive flight | |
| RU2157907C2 (en) | Jet engine | |
| RU2546385C1 (en) | Vtol aircraft | |
| RU2490173C1 (en) | Vtol aircraft | |
| CN106593650A (en) | Detonation turbine engine | |
| RU2154738C2 (en) | Energy conversion process and device (design versions) | |
| RU2020242C1 (en) | Hybrid drive for vehicle | |
| RU2537663C1 (en) | Jet hovercraft | |
| RU2538230C1 (en) | Vessel running on hydrogen fuel that features small waterline area | |
| US20210040961A1 (en) | Oxyhydrogen Pulse and Rotary Detonation Combustion Pump | |
| RU2716933C1 (en) | Power complex | |
| WO2013095178A1 (en) | Method and apparatus for producing electrical energy | |
| US20230243299A1 (en) | Electricity Generation System and Methods of Making and Using the Same | |
| RU2467188C2 (en) | Jet-type power plant |