RU2679582C1 - Энергетический комплекс - Google Patents

Abstract

Энергетический комплекс для выработки электрической, механической и тепловой энергии, содержащий корпус, выполненный в виде барабана с полостью для выхода отработанных газов, снабженный обмоткой, установленной с внутренней стороны корпуса с образованием статора. Ротор выполнен повторяющим форму статора и снабжен обмотками возбуждения генераторов, установленными с наружной стороны ротора. Роторно-турбинные силовые агрегаты расположены внутри ротора, центральный вал выполнен совместно с основным топливным баком, при этом вал, ротор и силовые агрегаты связаны между собой посредством планетарного редуктора, а турбокомпрессоры установлены на роторе и центральном валу. Турбореактивный силовой агрегат имеет форму двух реактивных двигателей, установленных соплами встречной направленности тепловых потоков, и размещен в корпусе такой же формы с теплообменником, расположенным в полости выхода реактивных тепловых потоков, на центральном валу, жестко соединенном с корпусом и по которому подается топливо, газ пропан с кислородом или другие виды, установлена камера сгорания овальной формы, по центру которой размещен теплонакопитель, металлический шар в керамической оболочке. Турбина имеет форму корпуса с венцом лопаток, соединяющим сопла реактивных двигателей, установлена турбина на подшипниках на центральном валу со шкивами отбора мощности, которые соединены ременной передачей с электродвигателем, КПП и генератором. Обеспечиваются высокий КПД и мощность при малых габаритах, расширение функциональных возможностей и использование энергетического комплекса при высоких и резких нагрузках. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области энергетики и может найти свое применение в различных сферах человеческой деятельности, в т.ч. в военной промышленности, на транспорте, в маломерных надводных и подводных кораблях и в других отраслях народного хозяйства, предназначен для получения электрической механической и тепловой энергии.

Известен энергетический комплекс, выбранный в качестве аналога, содержащий корпус, размещенные в нем шаровые роторно-турбинные силовые агрегаты, установленные между обоймами центральный вал, ротор и связанный с ними планетарный редуктор (RU патент №2005903 с 1, МПК 02 к 11/00, опубликован 15.01.1994 г.

Недостатками данного комплекса являются относительно невысокий КПД и мощность, недостаточно расширенные возможности, ограниченное использование при высоких резких нагрузках.

Энергетический комплекс, который содержит корпус, выполненный в виде барабана с полостью для выхода отработанных газов, снабженный обмоткой, установленной с внутренней стороны корпуса с образованием статора, ротор выполнен повторяющим форму статора и снабжен обмотками возбуждения, установленными с наружной стороны ротора, роторно-турбинные силовые агрегаты, размещены внутри ротора, центральный вал выполнен совместно с основным топливным баком, при этом вал ротор и силовые агрегаты связаны между собой посредством планетарного редуктора, а турбокомпрессоры установлены на роторе и центральном валу.

Наиболее близким техническим решением выбранным в качестве прототипа является энергетический комплекс, в котором корпус выполнен в виде барабана с полостью для выхода отработанных газов и снабжен обмоткой, установленной с внутренней стороны корпуса с образованием статора, ротор выполнен повторяющим форму статора и снабжен обмотками возбуждения генераторов, установленными с наружной стороны ротора. Роторно-турбинные силовые агрегаты расположены внутри ротора, центральный вал выполнен совместно с основным топливным баком, причем вал, ротор и роторно-турбинные силовые агрегаты связаны между собой посредством планетарного редуктора, а турбокомпрессоры установлены на роторе и центральном валу и подключены к силовым агрегатам (RU патент №2188957 с 1, МПК F01D 15/00). Недостатками данного комплекса являются относительно невысокий КПД и мощность, недостаточно расширенные функциональные возможности, ограниченное использование при высоких резких нагрузках.

Технической проблемой изобретения являются создание энергетического комплекса универсальной конструкции с расширенными функциональными возможностями, повышенным КПД и мощностью при малых габаритах, использование при высоких резких нагрузках. Указанная техническая проблема решается тем, что турбо-реактивный силовой агрегат имеет форму двух реактивных двигателей, установленных соплами встречной направленности тепловых потоков и размещен в корпусе такой же формы с темплообленником, расположенным в полости выхода реактивных тепловых потоков, на центральном валу жестко соединенным с корпусом и по которому подается топливо, газ пропан с кислородом или другие виды, установлена камера сгорания овальной формы, по центру которой размещен теплонакопитель, металлический шар в керамической оболочке, турбина имеет форму корпуса с венцом лопаток соединяющим сопла реактивных двигателей, установлена турбина на подшипниках на центральном валу со шкивами отбора мощности, которые соединены ременной передачей с электродвигателем, КПП и генератором.

Теплонакопитель, металлический шар в керамической оболочке, в камере сгорания обеспечивает работу энергетического комплекса при малых нагрузках и холостом ходу, так как при работе он нагревается до высокой температуры, накапливая тепловую энергию, а при небольших нагрузках и холостом ходу подача топлива в камеру сгорания прекращается, работу обеспечивает теплонакопитель чем значительно увеличивается КПД, а также теплообменник установленный в полости выхода реактивных тепловых потоков обеспечивает потребителя тепловой энергией, чем увеличивает КПД комплекса. Шкивы отбора мощности соединены ременной передачей с электродвигателем, КПП и генератором таким образом, что при резких нагрузках под посредством аккумуляторной батареи в работу включается электродвигатель, увеличивая крутящий момент на первичном валу КПП и мощность комплекса. Встречное реактивное движение тепловых потоков, использование различных видов топлива, в том числе газ пропан с кислородом, повышают экологичность, расширяют функциональные возможности энергетического комплекса.

На фиг. 1 представлена схема энергетического комплекса, в которой шкивы отбора мощности турбины связаны с электродвигателем, КПП и генератором. На фиг. 2 поперечная схема рабочей полости с возможной винтовой конфигурацией лопастей камеры сгорания и лопаток турбины.

Энергетический комплекс содержит корпус 1, выполненный с полостью 6 выхода реактивных тепловых потоков, в которой установлен теплообменник 5. Турбина 2 расположена внутри корпуса 1, имеет форму двух реактивных двигателей установленных соплами встречной направленности тепловых потоков с венцом лопаток 7 соединяющими сопла, установлена турбина на подшипниках 11 на центральном валу 15, со шкивами отбора мощности 8, которые соединены ременной передачей с электродвигателем 18, КПП - коробка перемены передач 19 и генератором 16. Камера сгорания 3 установлена внутри турбины на центральном валу по которому подается топливо газ пропан и кислород или другие виды, выполнена камера сгорания овальной формы с винтовыми лопастями 12, свечей зажигания 13, окнами выхода тепловых потоков 14, теплонакопителем 4, металлический шар в керамической оболочке, который накапливает тепловую энергию, а в нужный момент отдает, тем самым увеличивая КПД комплекса. Вентиляторы 9 и турбокомпрессоры 10, лопасти которых установлены на турбине. Рабочая полость 20, в которой встречные реактивные тепловые потоки отдают свою кинетическую энергию лопаткам турбины. Аккумуляторная батарея 17, заряжаегся от генератора.

Турбина выполнена в форме двух реактивных двигателей установленных соплами встречной направленности тепловых потоков, такую же форму повторяет корпус, обеспечивая встречное движение реактивных тепловых потоков, а камера сгорания использование различных видов топлива, в том числе газ пропан и кислород, обеспечивая высокую экологичность комплекса. Теплонакопитель, металлический шар в керамической оболочке, установленный по центру камеры сгорания, теплообменник расположенный в полости выхода реактивных тепловых потоков, имеет форму трубы согнутой кольцами, обеспечивают повышение КПД энергического комплекса. Турбина установлена на подшипниках на центральном валу со шкивами отбора мощности, которые соединены ременной передачей с электродвигателем, КПП и генератором, электродвигатель включается под посредством аккумуляторной батареи, в нужный момент увеличивая усилие крутящего момента на первичном валу КПП, чем значительно увеличивается мощность энергетического комплекса. Все признаки расширяют функциональные возможности, повышают КПД и мощность при малых габаритах с возможностью использования при высоких резких нагрузках.

Энергетический комплекс работает следующим образом: топливо, газ пропан и кислород поступают через центральный вал 15 в камеру сгорания 3 под посредством аккумуляторной батареи 17, через свечи зажигания 13, происходит зажигание газовой смеси в камере сгорания 3, высокая температура горения передается в рабочую полость 20, через окна выхода тепловых потоков 14 на винтовые лопасти 12 камеры сгорания, а также происходит нагрев теплонакопителя 4, металлический шар в керамической оболочке. Пуск в работу энергетического комплекса осуществляется под посредством аккумуляторной батареи 17, через электродвигатель 18, вентиляторы 9 подают воздух на турбокомпрессоры 10, встречные реактивные тепловые потоки, проходя винтовые лопасти камеры сгорания с направлением на венец лопаток 7 турбины 2 отдавая свою кинетическую энергию, вращают турбину и далее в теплообменнике, крутящие моменты которой через шкивы отбора мощности 8 передаются на электродвигатель 18, КПП 19 и генератор 16.

Таким образом, в энергетическом комплексе турбо-реактивный силовой агрегат имеет форму двух реактивных двигателей, установленных соплами встречной направленности тепловых потоков и размещен в корпусе такой же формы с теплообменником, расположенным в полости выхода реактивных тепловых потоков, на центральном валу жестко соединенными с корпусом и по которому подается топливо, газ пропан с кислородом или другие виды, установлена камера сгорания, по центру которой размещен теплонаполнитель, металлический шар в керамической оболочке, турбина имеет форму корпуса с венцом лопаток соединяющим сопла реактивных двигателей, установлена турбина на подшипниках на центральном валу со шкивами отбора мощности, которые соединены ременной передачей с электродвигателем, КПП и генератором. Все признаки обеспечивают высокий КПД и мощность при малых габаритах, расширение функциональных возможностей и использование энергетического комплекса при высоких и резких нагрузках.

Claims (1)

1. Энергетический комплекс для выработки электрической, механической и тепловой энергии, содержащий корпус, выполненный в виде барабана с полостью для выхода отработанных газов, снабженный обмоткой, установленной с внутренней стороны корпуса с образованием статора, ротор выполнен повторяющим форму статора и снабжен обмотками возбуждения генераторов, установленными с наружной стороны ротора, роторно-турбинные силовые агрегаты, расположенные внутри ротора, центральный вал выполнен совместно с основным топливным баком, при этом вал, ротор и силовые агрегаты связаны между собой посредством планетарного редуктора, а турбокомпрессоры установлены на роторе и центральном валу, отличающийся тем, что турбореактивный силовой агрегат имеет форму двух реактивных двигателей, установленных соплами встречной направленности тепловых потоков, и размещен в корпусе такой же формы с теплообменником, расположенным в полости выхода реактивных тепловых потоков, на центральном валу, жестко соединенном с корпусом и по которому подается топливо, газ пропан с кислородом или другие виды, установлена камера сгорания овальной формы, по центру которой размещен теплонакопитель, металлический шар в керамической оболочке, турбина имеет форму корпуса с венцом лопаток, соединяющим сопла реактивных двигателей, установлена турбина на подшипниках на центральном валу со шкивами отбора мощности, которые соединены ременной передачей с электродвигателем, КПП и генератором.

Images