Генераторная установка



Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка
Генераторная установка

 


Владельцы патента RU 2435281:

Григорчук Владимир Степанович (RU)

Изобретение относится к области электротехники и энергетического машиностроения и может быть использовано в качестве генераторной установки для получения электрического тока. Предлагаемая генераторная установка содержит раму, силовую установку, генератор электрического тока, тепловой щит управления. При этом согласно данному изобретению указанная силовая установка выполнена в форме роторно-поршневого дизельного двигателя, содержащего горизонтальный цилиндр с фундаментальной рамой, закрытый передней и задней крышками, имеющими соосные впускные и выпускные окна, связанные трубопроводами с выпускными трубами и ротационной воздуходувкой. Внутрь цилиндра вставлен Z-образный ротор с элементами уплотнения, выполненный заодно с валом, концы которого пропущены в отверстия крышек. На противоположных концах ротора выполнено по два выступа в форме треугольников, обращенных своими вершинами в сторону, противоположную вращению ротора, на противоположных сторонах которого установлены с возможностью вращения с ротором и радиального перемещения два поршня с элементами уплотнения. Поршни выполнены в форме сегментов, повернутых сферическими поверхностями к внутренней поверхности цилиндра. Каждый поршень имеет выступ и наклонную направляющую, входящие в паз и наклонный канал ротора. На задней поверхности поршней имеется палец, входящий в профилированный паз, выполненный на внутренней поверхности задней крышки. Ротор и поршни установлены в поперечной плоскости по отношению к валу. Поршни с ротором образуют две камеры сгорания, имеющие форсунки, связанные с системой питания. На свободных концах вала закреплены маховик, ротор воздуходувки и ведущие шестерни, входящие в зацепление с шестернями привода насоса высокого давления, топливного, масляного и водяного насосов, генератора электрического тока. Шестерня стартера взаимодействует с зубчатым венцом маховика. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, состоит в повышении КПД и упрощении конструкции силовой установки и, следовательно, в экономии топлива, получении большего количества электроэнергии и ее удешевлении. 20 ил.

 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано в качестве генераторной установки для получения электрического тока.

Известен термогенератор ТГК-3, содержащий 20-линейную керосиновую лампу, теплопередатчик, два блока термобатарей, вытяжную трубу, ребра охлаждения. Напряжение анодной батареи 2 В, ток анодной батареи 2 А, напряжение накальной батареи 2 В, ток накальной батареи 0,5 А, расход керосина 60-70 г/час. (Справочник радиолюбителя, ред. А.А.Куликовский, изд.3, Государственное энергетическое издательство, М.-Л., 1961, с.318-319, рис.16-1).

Недостатками известного термогенератора ТГК-3 являются небольшой ток и напряжение на выходе, низкий КПД, большие тепловые потери, загрязнение окружающей среды продуктами горения.

Указанные недостатки обусловлены конструкцией термогенератора.

Известна также дизель-генераторная установка ДГА-100-2, содержащая раму, на которой установлены дизельный двигатель с топливным баком, генератор электрического тока, который посредством соединительной муфты связан с дизельным двигателем, пульт управления. Число оборотов дизеля 1500, мощность дизель-генератора 100 кВт, род тока - переменный 230 и 400 В. (Государственный Комитет Совета Министров СССР по автоматизации и машиностроению, 1 серия, Машиностроение и автоматика, Дизелестроение, ЦБТИ, М., 1961, с.71-76, рис.10).

Известная дизель-генераторная установка ДГА-100-2, как наиболее близкая по технической сущности и достигаемому полезному результату, принята за прототип.

Недостатками известной дизель-генераторной установки, принятой за прототип, являются большие тепловые потери, потери на трение в дизельном двигателе, большой вес и сильная вибрация дизельного двигателя, сильный шум и загрязнение окружающей среды продуктами сгорания.

Указанные недостатки обусловлены высокотемпературными процессами, протекающими в дизельном двигателе, наличием кривошипно-шатунного механизма, большими движущимися массами.

Целью настоящего изобретения является повышение технических характеристик генераторной установки.

Указанная цель согласно изобретению обеспечивается тем, что кривошипно-шатунный дизельный двигатель заменен роторно-поршневым дизельным двигателем, содержащим цилиндр, размещенный горизонтально и выполненный заодно с фундаментальной рамой, закрытый передней и задней крышками, имеющими соответственно выпускные и впускные продувочные окна, расположенные соосно друг с другом, первые из которых соединены с выпускными трубами, а вторые с ротационной воздуходувкой и воздушным фильтром, причем внутрь цилиндра вставлен Z-образный ротор с элементами уплотнения, выполненный заодно с валом, концы которого пропущены в отверстия передней и задней крышек, причем на противоположных концах ротора выполнено по два выступа в форме треугольников, обращенных своими вершинами в сторону, противоположную вращению ротора, кроме того, на противоположных сторонах ротора установлено по одному поршню с элементами уплотнения, каждый из которых выполнен в форме сегмента, обращенного своей сферической поверхностью к внутренней поверхности цилиндра, причем оба поршня установлены с возможностью вращения вместе с ротором и радиального перемещения, причем ротор и поршни размещены в поперечной плоскости относительно вала, кроме того, каждый поршень имеет выступ и наклонную направляющую, входящие соответственно в паз и наклонный канал ротора, а на задней поверхности каждого поршня закреплен палец, входящий в профилированный паз, выполненный на внутренней поверхности задней крышки, причем сферические и боковые поверхности поршней, зубчатые поверхности ротора и внутренняя поверхность цилиндра образуют две камеры сгорания, имеющие форсунки, соединенные с системой питания, кроме того, на свободных концах вала установлены маховик и ротор ротационной воздуходувки, закреплены ведущие шестерни, входящие в зацепление с ведомыми шестернями привода насоса высокого давления, топливного, масляного и водяного насосов, а на передней крышке закреплен стартер, шестерня которого взаимодействует с зубчатым венцом маховика.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид генераторной установки, на фиг.2 - общий вид силовой установки, на фиг.3 - вид на силовую установку слева, на фиг.4 - вид на силовую установку справа, на фиг.5 - кинематическая схема силовой установки, на фиг.6 - схема системы питания роторно-поршневого дизельного двигателя, на фиг.7 - поперечный разрез роторно-поршневого дизельного двигателя, на фиг.8 - общий вид ротора двигателя, на фиг.9 - вид на ротор слева, на фиг.10 - вид на ротор сверху, на фиг.11 - общий вид поршня роторно-поршневого дизельного двигателя, на фиг.12 - вид на поршень слева, на фиг.13 - вид на поршень сверху, на фиг.14 - вид на Г-образные элементы уплотнения спереди, на фиг.15 - вид на Г-образные элементы уплотнения сзади, на фиг.16 - вид на Г-образные элементы уплотнения сверху в разрезе, на фиг.17, 18, 19, 20 - схемы принципа действия роторно-поршневого дизельного двигателя.

Генераторная установка содержит раму 1, на которой закреплены силовая установка 2, генератор электрического тока 3, который через разобщительную муфту 4 соединен с силовой установкой, тепловой щит управления 5 с клеммовой коробкой 6 для соединения с потребителями. На раме установлены аккумуляторные батареи 7 для запуска силовой установки. Силовая установка выполнена в форме роторно-поршневого дизельного двигателя. Роторно-поршневой дизельный двигатель содержит цилиндр 8 с рубашкой охлаждения 9, размещенный горизонтально, выполненный заодно с фундаментальной рамой 10 и закрытый передней 11 и задней 12 крышками. Передняя крышка имеет выпускные продувочные окна 13, соединенные с выпускными трубами 14. Задняя крышка имеет впускные продувочные окна 15 пневматически соединенные с выпускными трубами 16 ротационной воздуходувки 17, впускная труба 18 которой соединена с воздушным фильтром 19. Впускные и выпускные продувочные окна соосны друг другу. Внутрь цилиндра вставлен Z-образный ротор 20 с Г-образными уплотняющими элементами 21 и пружинами 22, вставленными в пазы 23. Ротор выполнен заодно с валом 24, концы которого пропущены в отверстия передней и задней крышек. На противоположных сторонах ротора установлены поршни 25 с Г-образными уплотнительными элементами, выполненные в форме сегментов, обращенных своими сферическими поверхностями к внутренней поверхности цилиндра. Каждый поршень установлен с возможностью вращения вместе с ротором и радиального перемещения, имеет для лучшего уплотнения выступ 26 и наклонную направляющую 27, установленную под углом α, равным 68 градусам, входящие в паз 28 и наклонный канал 29 ротора. На задней поверхности поршня закреплен палец 30, входящий в профилированный паз 31, выполненный на внутренней поверхности задней крышки. В цилиндре имеются впускные-выпускные полости 32, образовавшие поршнями и ротором. Чтобы при давлении поршней между ними и ротором не возникало разрежения и сжатия воздуха на задней крышке выполнены пазы 33, соединенные с атмосферой. Внутренняя поверхность цилиндра, сферические и боковые поверхности поршней и зубчатые поверхности ротора образуют камеры сгорания 34, имеющие форсунки 35, связанные с системой питания двигателя. Система питания включает в себя топливный бак 36, топливный насос 37, топливный фильтр 38, насос высокого давления 39 с ручкой управления подачей топлива 40. Все узлы топливной системы связаны между собой трубопроводами. На свободных концах вала двигателя закреплены маховик 41 с зубчатым венцом, ротор воздуходувки 42, ведущие шестерни 43, входящие в зацепление с ведомыми шестернями 44 привода насоса высокого давления, топливного, масляного 45, водяного 46 насосов, и генератора электрического тока для зарядки аккумуляторных батарей. На передней крышке установлен стартер 47, шестерня 48 которого взаимодействует с зубчатым венцом маховика. Генератор тока 49.

Работа генераторной установки.

Перед запуском силовой установки 2 поворотом ручки разобщительной муфты 4 она отсоединяется от генератора электрического тока 3. Посредством стартера 47, шестерня 48 которого входит в зацепление с зубчатым венцом маховика 41, раскручивается вал 24 и запускается силовая установка, представляющая собой роторно-поршневой дизельный двигатель. После того как достигнуты необходимые обороты путем подачи необходимого количества топлива насосом высокого давления 39, обеспечиваемого установкой ручки 40 в нужное положение, включается разобщительная муфта 4, генератор электрического тока 3 начинает вырабатывать электроэнергию для потребителей, которые подключены к клеммовой коробке 6. Роторно-поршневой дизельный двигатель при этом работает следующим образом. В исходном положении ротор 20 занимает вертикальное положение (фиг.19). Впускные 15 и выпускные 13 продувочные окна открыты. Воздух через воздушный фильтр 19 засасывается ротационной воздуходувкой 17 и подается через впускные окна 15 во впускные полости 32, где он вытесняет отработанные газы через выпускные окна 13 и выпускные трубы 14 в атмосферу и заполняет впускные полости 32 чистым воздухом. Поршни 25 сдвинуты до конца к ротору 20. Далее ротор поворачивается в направлении, показанном стрелкой на фиг.20. Чистый воздух постепенно перемещается из впускных полостей 32 в камеры сгорания 34, а впускные 15 и выпускные 13 продувочные окна закрываются. Поршни 25 за счет пальцев 30, движущихся по профилированному пазу 31, перемещаются в сторону от оси вращения и сжимают находящийся воздух до необходимой величины. Как только ротор 20 займет положение, показанное на фиг.17, воздух будет полностью перемещен в камеры сгорания 34, сжат и нагрет до нужной температуры. За 10-20 градусов до указанного положения через форсунки 35 в камеры сгорания 34 подается топливо (на фиг.17 показано стрелками) насосом высокого давления 39. Топливо от высокой температуры воспламеняется и сгорает, а возникшие газы производят давление на сферические поверхности и торцевые площадки поршней 25 и выступы ротора 20. При этом силы F и F1 создают пару сил, которые приводят ротор во вращение. Силы F2 и F3 взаимно уравновешивают друг друга, так как равны по величине, направлены в противоположные стороны и действуют на равные площади. Силы F4 и F5, действующие на сферические поверхности поршней 25, не мешают вращению ротора, так как направлены навстречу друг другу и их векторы направлены через центр вращения (на фиг.17 показано пунктиром). Далее, достигнув положения, показанного на фиг.18, все начинается сначала. Частота вращения ротора 20 и вала 24 регулируется посредством ручки 40 насоса высокого давления 39 путем увеличения или уменьшения количества подаваемого топлива. За один оборот вала 24 совершаются четыре рабочих хода.

Положительный эффект: за счет более высокого КПД и мощности силовой установки можно получить большее количество электроэнергии, уменьшение вибрации из-за отсутствия кривошипно-шатунного механизма и упрощение конструкции силовой установки приведет к увеличению срока службы генераторной установки.

Генераторная установка, содержащая раму, силовую установку, генератор электрического тока, механически соединенный с силовой установкой, закрепленные на раме, тепловой щит управления, отличающаяся тем, что силовая установка выполнена в форме роторно-поршневого дизельного двигателя, содержащего цилиндр, размещенный горизонтально и выполненный заодно с фундаментальной рамой, закрытый передней и задней крышками, имеющими, соответственно, выпускные и впускные продувочные окна, расположенные соосно друг другу, первые из которых соединены с выпускными трубами, а вторые с ротационной воздуходувкой и воздушным фильтром, причем внутрь цилиндра вставлен Z-образный ротор с элементами уплотнения, выполненный заодно с валом, концы которого пропущены в отверстия передней и задней крышек, причем на противоположных концах ротора выполнено по два выступа в форме треугольников, обращенных своими вершинами в сторону, противоположную вращению ротора, кроме того, на противоположных сторонах ротора установлено по одному поршню с элементами уплотнения, каждый из которых выполнен в форме сегмента, обращенного своей сферической поверхностью к внутренней поверхности цилиндра, причем оба поршня установлены с возможностью вращения вместе с ротором и радиального перемещения, причем ротор и поршни размещены в поперечной плоскости относительно вала, кроме того, каждый поршень имеет выступ и наклонную направляющую, входящие, соответственно, в паз и наклонный канал ротора, а на задней поверхности каждого поршня закреплен палец, входящий в профилированный паз, выполненный на внутренней поверхности задней крышки, причем сферические и боковые поверхности поршней, зубчатые поверхности ротора и внутренняя поверхность цилиндра образуют две камеры сгорания, имеющие форсунки, соединенные с системой питания, кроме того, на свободных концах вала установлены маховик и ротор ротационной воздуходувки, закреплены ведущие шестерни, входящие в зацепление с ведомыми шестернями привода насоса высокого давления, топливного, масляного и водяного насосов, а на передней крышке закреплен стартер, шестерня которого взаимодействует с зубчатым венцом маховика.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетике. .

Изобретение относится к электрическим машинам. .

Изобретение относится к области электротехники и физико-химических технологий, в частности к устройствам, которые используются для электролиза воды. .

Изобретение относится к области электротехники и физико-химических технологий, в частности, к устройствам, которые используются для электролиза воды. .

Изобретение относится к транспортному двигателестроению, а также к энергетическому машиностроению и может быть использовано в качестве модуля, дающего электроэнергию.

Изобретение относится к области электротехники, в частности - к электрическим машинам, и касается выполнения двигателей с поперечным потоком, используемых, в частности, в области авиации.

Изобретение относится к области электротехники и гидромашиностроения и может быть использовано в микро- и малых гидроэлектростанциях. .

Изобретение относится к области электротехники, к генератору питания скважинного прибора. .

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно для генератора питания скважинной аппаратуры. .

Изобретение относится к области электротехники и касается особенностей конструктивного выполнения портативных электрогенераторов, представляющих собой портативные источники электроэнергии, применяемых, преимущественно, в быту и походных условиях.

Изобретение относится к энергетическим установкам, преобразующим кинетическую энергию части водного потока реки в электрическую, и может быть использована в гидроэнергетике.

Изобретение относится к гидроэнергетике, а именно к способам использования водных ресурсов равнинных рек для генерирования электрической энергии. .

Изобретение относится к производству электроэнергии. .

Изобретение относится к гидроэнергетике и может быть использовано при строительстве деривационных гидроэлектростанций преимущественно в гористых местностях. .

Изобретение относится к области энергетике. .

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к синхронным явнополюсным тихоходным электрическим машинам с вертикальной осью вращения ротора. .

Изобретение относится к поплавковым насосным установкам в энергетических системах на базе поплавковых насосов. .

Изобретение относится к турбинам или силовым установкам, вырабатывающим электричество с использованием потока жидкости, в частности воды, а более конкретно - к таким устройствам, в которых поток жидкости вращает большой ротор типа винта или рабочего колеса, имеющий внешний кольцевой обод, расположенный внутри большого кольцевого корпуса.

Изобретение относится к ветроволновой энергетике и может быть использовано для получения электрической энергии
Наверх