Утилизатор энергии

 

Изобретение относится к области энергомашиностроения и позволяет повысить эффективность использования тепла в топках энергетических объектов. Утилизатор энергии содержит корпус с прямоточным каналом прямоугольного сечения и размещенными в нем последовательно по движению потока двумя коленчатыми валами, каждый из которых включает по две оси с поворотными лопастями - подающими атмосферный воздух и рабочими. Источник тепловой энергии установлен в упомянутом канале между подающей и рабочей парами лопастей. Подающая пара лопастей устанавливается в обводном канале впускного отверстия объекта, последнее снабжается заслонкой, а рабочая пара лопастей - в обводном канале выпускного отверстия, снабженного заслонкой. Коленчатый вал пары рабочих лопастей сочленен с электрогенератором или механическим потребителем энергии, а коленчатый вал пары лопастей, подающих атмосферный воздух в зону горения, сочленен с электромотором, связанным с регулятором оборотов. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике.

Широко используются энергетические объекты: паровые котлы электростанций, промышленные и бытовые водонагревательные устройства, паровозы, локомобили, доменные печи и другие, содержащие топки с входными отверстиями - поддувалами, с выходными - трубами, загрузочными отверстиями, колосниками, где сжигается углеводородное топливо, и в область горения подается при атмосферном давлении трубной тягой атмосферный воздух. Тепловая энергия отдается жидким, твердым или газообразным энергоносителям.

Недостатком является то, что энергия горения отдается инертной массе: стенкам печей, котлов через влияние, а процесс расширения продуктов горения в пламени практически не используется.

Известен поточный двигатель, содержащий корпус с прямоточным каналом прямоугольного сечения с размещенными в нем последовательно по движению потока двумя коленчатыми валами, каждый из которых содержит по две оси, кинематически связанные с передаточным отношением 1:2, с поворотными лопастями, подающими атмосферный воздух, и рабочими, выполненными с площадями, большими относительно подающих, и источник тепловой энергии, установленный в упомянутом канале между подающей и рабочей парами лопастей (патент RU 2127828 С1, кл. F 03 Н 5/00, опубл. 20.03.1999).

Недостатком известного поточного двигателя является отсутствие взаимозависимого механизма регулирования процессом горения топлива и изменения нагрузки от потребителя энергии.

Цель изобретения - использовать процесс расширения газов в пламени горения топлива в топках энергетических объектов путем замыкания приточных и выходных каналов зон горения пламени усеченными каналами прямоугольного сечения с валами пар лопастей поточного двигателя, чем обеспечивается возможность создания давления в зоне горения топлива с возможностью снятия энергии посредством разности площадей пар лопастей и регулировка давления в зоне путем изменения нагрузки на валу пар лопастей с большей площадью или регулированием скорости вращения вала пары лопастей, подающей воздух в зону горения.

Поставленная цель достигается тем, что утилизатор энергии содержит корпус с прямоточным каналом прямоугольного сечения с размещенными в нем последовательно по движению потока двумя коленчатыми валами, каждый из которых содержит по две оси с поворотными лопастями - подающими атмосферный воздух и рабочими, выполненными с площадями, большими относительно подающих, и источник тепловой энергии, установленный в упомянутом канале между подающей и рабочей парами лопастей, при этом в качестве источника тепловой энергии используются энергетические объекты с углеводородными энергоносителями, подающая пара лопастей устанавливается в обводном канале впускного отверстия объекта, последнее снабжается заслонкой, а рабочая пара лопастей - в обводном канале выпускного отверстия, снабженного заслонкой, коленчатый вал пары рабочих лопастей сочленен с электрогенератором или механическим потребителем энергии, а коленчатый вал пары лопастей, подающих атмосферный воздух в зону горения, сочленен с электромотором, связанным с регулятором оборотов, обеспечивающим регулирование давления газов в зоне горения топлива в совокупности с изменением нагрузки на рабочем коленчатом валу путем изменения скорости вращения вала электромотора.

На фиг.1 изображена схема утилизатора, на фиг.2 - схема привода пар лопастей.

Входное отверстие энергетического объекта 1 сочленяется с корпусом заслонки 2 и корпусом обводного канала 3, сочлененного с корпусом 4 подающей атмосферный воздух пары лопастей, установленных с возможностью поворота на оси 5 передачей 6 относительно корпуса сквозного канала 4, коленчатый вал 7 сочленен с электродвигателем 8. Корпус 9 рабочей пары лопастей сочленяется с противоположной стороны в обводном канале 10 выходного отверстия 11, снабженного заслонкой 12, коленчатый вал которых сочленяется с электрогенератором 13 или механической трансмиссией отмора энергии, электродвигатель 8 снабжен регулятором оборотов 14.

При пуске устройства в работу заслонки 2 и 12 закрываются, при этом поток воздуха и газов направится по обходным каналам, регулировка давления газов в энергетическом объекте осуществляется изменением нагрузки на валу рабочей пары лопастей или изменением оборотов вращения коленчатого вала 7 подающей пары лопастей атмосферного воздуха в зону горения топлива. Устройство в работе. Простота устройства и эксплуатации, экономия ресурсов выгодно отличает предложенное решение от известного.

Формула изобретения

Утилизатор энергии, содержащий корпус с прямоточным каналом прямоугольного сечения с размещенными в нем последовательно по движению потока двумя коленчатыми валами, каждый из которых содержит по две оси с поворотными лопастями - подающими атмосферный воздух и рабочими, выполненными с площадями, большими относительно подающих, и источник тепловой энергии, установленный в упомянутом канале между подающей и рабочей парами лопастей, при этом в качестве источника тепловой энергии используются энергетические объекты с углеводородными энергоносителями, отличающийся тем, что подающая пара лопастей устанавливается в обводном канале впускного отверстия объекта, последнее снабжается заслонкой, а рабочая пара лопастей - в обводном канале выпускного отверстия, снабженного заслонкой, коленчатый вал пары рабочих лопастей сочленен с электрогенератором или механическим потребителем энергии, а коленчатый вал пары лопастей, подающих атмосферный воздух в зону горения, сочленен с электромотором, связанным с регулятором оборотов, обеспечивающим регулирование давления газов в зоне горения топлива в совокупности с изменением нагрузки на рабочем коленчатом валу путем изменения скорости вращения вала электромотора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2