Генератор с двигателем



Генератор с двигателем
Генератор с двигателем
Генератор с двигателем

 


Владельцы патента RU 2515690:

КАВАСАКИ ДЗЮКОГИО КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Аварийный генератор с двигателем содержит пневмодвигатель для активизации двигателя, два источника газоснабжения негорючего газа, переключающий клапан. Первый канал соединяет первый источник газоснабжения первого негорючего газа и переключающий клапан. Второй канал соединяет переключающий клапан с выбрасывающей головкой для выбрасывания первого негорючего газа из неё в воздух. Третий канал соединяет переключающий клапан и пневмодвигатель. Переключающий клапан выполнен с возможностью принимать любое одно из трех положений. Первое положение осуществляет соединение между первым и вторым каналами. Второе - осуществляет соединение между первым и третьим каналами. Третье - осуществляет разъединение между первым каналом и вторым и третьим каналами. Второй источник газоснабжения присоединен к третьему каналу для вмещения и подачи второго негорючего газа и имеет множество контейнерных блоков. Количество второго негорючего газа в каждом из блоков является необходимым для одноразовой активизации двигателя. Клапанный узел регулирует давления первого и второго негорючего газа. Достигается уменьшение пространства для установки, затрат на обслуживание и эксплуатацию за счет использования негорючего газа из оборудования пожаротушения для работы пневмодвигателя, запускающего двигатель аварийного электрогенератора. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к генератору с двигателем. В частности, настоящее изобретение относится к аварийному генератору с двигателем, в котором пневмодвигатель приводится в действие, чтобы активизировать приводной источник или двигатель для выработки электрической мощности в случае нарушения энергоснабжения или катастрофы.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Традиционно электрический двигатель или пневмодвигатель используется в качестве стартера для аварийного генератора с двигателем. Например, электродвигатель используется для стартера аварийного генератора, оборудованного двигателем на жидком топливе, так как подача газообразного топлива из городских сетей коммунального газоснабжения может быть прервана в случае катастроф, таких как землетрясения. Пневмодвигатель, с другой стороны, используется для стартера аварийного генератора с газотурбинным двигателем, который осуществляет привод с использованием энергии, полученной сжиганием газообразного топлива, так как внутренняя искра в электрическом двигателе может воспламенять протекший газ.

Соответственно, как описано в JP 6-173715 A, традиционный стартер с пневмодвигателем сконструирован так, что воздух высокого давления накапливается в резервуарах подачи сжатого воздуха, чтобы подавать сжатый воздух для пневмодвигателя, которому нужен крупногабаритный компрессор для формирования воздуха высокого давления.

Использование электрического двигателя в качестве стартера требует, чтобы аккумуляторные батареи энергоснабжения для приведения в действие электродвигателя подзаряжались до определенного напряжения после завершения приведения в действие двигателя. Типично, подзарядка занимает значительное время. Это означает, что если еще один перебой возник бы во время подзарядки, повторная активизация двигателя могла бы быть невозможной. К тому же разряженные аккумуляторные батареи должны быстро пополняться электричеством, поэтому аккумуляторные батареи всегда должны быть электрически присоединены к зарядному устройству для аккумуляторных батарей. Кроме того, всегда должно выявляться ослабление аккумуляторной батареи. Кроме того, снятие с эксплуатации использованных аккумуляторных батарей приводит к загрязнению окружающей среды.

Использование пневмодвигателя нуждается в воздушном компрессоре и резервуаре высокого давления, что требует большого пространства для их установки и работ по их установке. К тому же средства снижения шума и вибрации необходимы для снижения шумов и вибраций, которые возникают во время работы воздушного компрессора. Кроме того, дренажная камера необходима для удаления масляной смазки из источника привода воздушного компрессора и сжатого воздуха, вырабатываемого воздушным компрессором, что увеличивает стоимость монтажа и вызывает дополнительные затраты на техническое обслуживание дренажной камеры и на удаление смазки, накопленной в дренажной камере. Кроме того, больший резервуар высокого давления необходим, чтобы приводить в действие пневмодвигатель для частой активизации двигателя. Однако значительное время требуется для заполнения бака сжатым воздухом.

Соответственно, настоящее изобретение состоит в том, чтобы предоставить аварийный генератор с двигателем, который использует газ пожаротушения из оборудования пожаротушения в качестве движущего носителя для приведения в действие двигателя надежным образом и имеет необходимость в минимальном пространстве и затратах, таких как эксплуатационные затраты и затраты на обслуживание.

Для этой цели вариант осуществления генератора с двигателем согласно изобретению, который присоединен к установке пожаротушения, предназначенной для выбрасывания негорючего газа, подаваемого из газового контейнера, содержит пневмодвигатель для активизации двигателя; и пусковой клапанный узел, который предназначен для приведения в действие в ответ на пусковой командный сигнал регулирования давления негорючего газа из газового контейнера и подачи регулируемого по давлению негорючего газа в пневмодвигатель.

Согласно генератору с двигателем, в случае нарушения, пневмодвигатель приводится в действие с использованием негорючего газа из газового контейнера. Затем двигатель активизируется пневмодвигателем. Соответственно, не нужен никакой традиционный большой компрессор воздуха или резервуар для вмещения сжатого воздуха. Это имеет следствием, что пространство для установки и производственные затраты генератора с двигателем значительно уменьшаются. К тому же эксплуатационные затраты также значительно уменьшаются, так как техническое обслуживание имеет необходимость только замены использованных газовых контейнеров. Кроме того, газ пожаротушения для использования в установке пожаротушения, которую требуется устанавливать в зданиях и на промышленных предприятиях, используется для приведения в действие пневмодвигателя, чтобы активизировать двигатель, который не имеет необходимости в дополнительных газовых контейнерах исключительно для источника движущего газа пневмодвигателя. Это значительно упрощает общую конструкцию, включающую в себя установку пожаротушения. К тому же установка пожаротушения может обслуживаться совместно с общим техническим обслуживанием генератора с двигателем. Кроме того, так как клапанный узел регулирует давление негорючего газа из газового контейнера определенным давлением, пригодным для приведения в действие пневмодвигателя, это гарантирует, что пневмодвигатель осуществляет привод надежным образом для активизации двигателя.

Предпочтительно, газообразный азот используется для негорючего газа, так как газообразный азот, маловероятно, должен воспламеняться под высокими давлениями, а потому он предпочтительно используется в качестве движущей текучей среды пневмодвигателя для активизации двигателя на газовом топливе. К тому же газообразный азот не вызывает формирования загрязнения воздуха или парникового эффекта.

Предпочтительно, пусковой клапанный узел понижает давление негорючего газа из газового контейнера. Это гарантирует, что давление негорючего газа уменьшается до предопределенного давления, пригодного для приведения в действие пневмодвигателя, даже если давление негорючего газа в газовом контейнере является ненадлежащим для приведения в действие пневмодвигателя или меняется в отношении каждого контейнера. Это, в свою очередь, предоставляет возможность использования доступных для коммерческого приобретения газовых контейнеров, содержащих в себе негорючий газ под разными давлениями.

Предпочтительно, генератор с двигателем содержит газовый канал пожаротушения для подачи негорючего газа из газового контейнера и канал подачи газа, который ответвляется от газового канала пожаротушения для подачи негорючего газа в пневмодвигатель. Это предоставляет возможность, чтобы негорючий газ подавался в пневмодвигатель в качестве движущего газа с простой компоновкой обеспечения разветвленного канала.

Предпочтительно, генератор с двигателем содержит множество запасных контейнерных блоков, каждый блок имеет множество запасных газовых контейнеров для вмещения негорючего газа, который должен использоваться для одноразового приведения в действие двигателя. Это предоставляет возможность, чтобы, когда невозможно использовать негорючий газ из газовых контейнеров в установке пожаротушения по некоторой причине, двигатель приводился в действие посредством использования негорючего газа запасных контейнеров. К тому же множество запасных контейнерных блоков предоставляют двигателю возможность приводиться в действие множество раз. Кроме того, малоразмерные, доступные для коммерческого приобретения экономичные газовые контейнеры могут использоваться для запасных контейнеров, чтобы формироватьь запасной газовый блок с определенным количеством газа, необходимого для одноразового приведения в действие двигателя.

Генератор с двигателем согласно еще одному варианту осуществления изобретения содержит двигатель, электрогенератор, который должен приводиться в действие двигателем, пневмодвигатель для приведения в действие двигателя, газовый контейнер для вмещения негорючего газа и клапанный узел для регулирования давления негорючего газа из газового контейнера в ответ на пусковую команду и подачи регулируемого по давлению негорючего газа в пневмодвигатель.

Согласно компоновке пневмодвигатель приводится в действие негорючим газом из газового контейнера. Это предоставляет двигателю возможность приводиться в действие при нарушении электроснабжения, и не требуется никакой крупногабаритный компрессор или резервуар для вмещения сжатого воздуха, что значительно уменьшает пространство для установки и производственные затраты. Кроме того, техническое обслуживание необходимо только при замене использованных газовых контейнеров, что также значительно снижает эксплуатационные затраты. Более того, клапанный узел регулирует давление негорючего газа из газового контейнера определенным давлением, пригодным для приведения в действие пневмодвигателя, что гарантирует надежное приведение в действие пневмодвигателя, чтобы активизировать двигатель.

Предпочтительно, генератор с двигателем содержит множество контейнерных блоков, причем каждый блок имеет множество газовых контейнеров для вмещения негорючего газа, который должен использоваться для одноразового приведения в действие двигателя. Эта компоновка предоставляет малоразмерным, доступным для коммерческого приобретения газовым контейнерам возможность использоваться для построения контейнерного блока с определенным количеством газа, необходимого для одноразового приведения в действие двигателя. К тому же во множестве контейнерных блоков каждый блок используется для одноразового приведения в действие двигателя и предоставляет двигателю возможность приводиться в действие множество раз.

Согласно генератору с двигателем по изобретению двигатель может активизироваться даже при нарушении электроснабжения. К тому же не нужен никакой традиционный большой компрессор воздуха или воздушный резервуар для вмещения сжатого воздуха. Это имеет следствием, что пространство для установки и производственные затраты генератора с двигателем значительно уменьшаются. К тому же эксплуатационные затраты также значительно снижаются. Кроме того, клапанный узел регулирует давление негорючего газа из газового контейнера определенным давлением, пригодным для приведения в действие пневмодвигателя, что гарантирует надежное приведение в действие пневмодвигателя, чтобы активизировать двигатель.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - схематический вид, показывающий генератор двигателя согласно первому варианту осуществления изобретения;

фиг. 2 - схема, показывающая пусковой клапанный узел, который включен в аварийный генератор с двигателем на фиг. 1; и

фиг. 3 - схема, показывающая пусковой клапанный узел, который включен в аварийный генератор с двигателем согласно второму варианту осуществления.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со ссылкой на прилагаемые чертежи предпочтительные варианты осуществления изобретения будут описаны ниже. Одинаковые номера ссылок обозначают идентичные или подобные части на всем протяжении описания изобретения.

Фиг. 1 показывает аварийный газотурбинный генератор, в целом указанный как EG согласно изобретению, и установку пожаротушения, в целом указанную как 14. Согласно варианту осуществления генератор EG является газотурбинным генератором. Газотурбинный генератор EG установлен в пределах генераторного отделения 13 на первом цокольном этаже B1, например, здания 15 или промышленного предприятия. Предусмотрен газотурбинный двигатель 1, который содержит основные компоненты, такие как компрессор 2, камеры 3 сгорания и турбину 4, и присоединен через редуктор 8 к генератору 9. Установка 14 пожаротушения тянется на всем протяжении здания 15. В варианте осуществления оборудование установки 14 размещено на первом цокольном этаже B1, втором этаже F1 и третьем этаже F2.

Газотурбинный двигатель 1, редуктор 8 и генератор 9 размещены в пределах корпуса 16 генератора. Корпус 16 вмещает компрессор 2, который присоединен к впускному каналу 43 так, чтобы атмосферный воздух A подавался снаружи здания 15 в компрессор 2. Впускной канал 43 вмещает глушитель 44, предусмотренный в нем. Корпус 16 присоединен к вентиляционному каналу 48 для вентиляции корпуса 16. Вентиляционный канал 48 вмещает вентиляционную лопасть 42, предусмотренную в нем, и разветвляется на расположенной ниже по потоку стороне от вентиляционной лопасти 42 на два канала: один канал, который вмещает первый демпфер 49 переключения для открывания и закрывания проема 17 сообщения для сообщения внутренней части корпуса 16 с генераторным отделением 13, и еще один канал, который вмещает выпускной демпфер 50 для открывания и закрывания вентиляционного проема 25, сообщающегося с наружной частью здания 15, и второй демпфер 51 переключения, предусмотренный между вентиляционной лопастью 42 и выпускным демпфером 50. Турбина 4 присоединена к выпускному каналу 53, так что отработавший газ G из турбины 4 выпускается через глушитель 52 и выпускной канал 52 в атмосферу.

Газотурбинный генератор EG объединен с установкой 14 пожаротушения здания 15. Установка 14 пожаротушения содержит множество газовых контейнеров 11, размещенных в пределах контейнерного отделения, так что текучая среда пожаротушения или негорючий газ, такой как газообразный азот, имеются в наличии под определенным давлением в пределах соответственных контейнеров. Выпуски газового контейнера 11 пожаротушения присоединены к общему газовому каналу 26. Канал 26 присоединен через другие каналы 19, предусмотренные для соответственных этажей B1, F1 и F2, и через соответственные отбирающие клапаны 20 для открывания и закрывания соответственных каналов 19 к выбрасывающим головкам или спринклерам 18, установленным в потолках цокольного этажа B1 и второго и третьего этажей F1 и F2. Азотные газовые контейнеры 11 пожаротушения заполнены газообразным азотом под высоким давлением, например, около 30 МПа (манометрическим давлением).

В установке 14 пожаротушения, когда любой один из пожарных сигнализаторов (не показанных), размещенных на соответственных этажах, выявляет пожар, пусковой командный сигнал ST выдается на отбирающий клапан 20, предусмотренный для связанного этажа B1, F1 или F2. Это открывает отбирающий клапан 20, чтобы заставлять газообразный азот из контейнера или контейнеров 11 транспортироваться через канал 19, а затем выбрасываться из соответствующих спринклеров 18.

Газотурбинный генератор EG содержит пневмодвигатель 10 для активизации газотурбинного двигателя 1 и канал 22 подачи газа для транспортировки газообразного азота через пусковой клапанный узел 12 в пневмодвигатель 10. Канал 22 подачи газа присоединен на своем расположенном выше по потоку конце к каналу 19 для первого цокольного этажа в установке 14 пожаротушения через переключающий клапан 27. Переключающий клапан 27 может принимать любое одно из трех положений: первое положение для соединения между ассоциативно связанным переключающим клапаном 20 и ассоциативно связанным каналом 19, второе положение для соединения между связанным переключающим клапаном 20 и каналом 22, третье положение для соединения связанного переключающего клапана и связанных каналов 19 и 22. Дополнительно возможно закрытое положение для закрывания между связанным переключающим клапаном 20 и связанным каналом 22. Это предоставляет возможность, чтобы газотурбинный генератор EG использовал газообразный азот контейнеров 11 в установке 14 пожаротушения в качестве негорючего газа для приведения в действие пневмодвигателя.

Канал 22 подачи газа содержит пусковой клапанный узел 12 для регулирования негорючего газа из контейнера 11, так чтобы он имел определенное давление, пригодное для приведения в действие пневмодвигателя 10, в ответ на управляющий сигнал на привод. Клапан 23 снижения давления, контрольный клапан 24 и датчик 28 давления предусмотрены на расположенной выше по потоку стороне узла 12 и расположенного ниже по потоку стороне переключающего клапана 27. Запасные контейнерные блоки 29 предусмотрены на расположенной ниже по потоку стороне датчика 28 давления. Клапан 23 снижения давления сконструирован так, что газообразный азот подается из контейнеров 11 через клапаны 20 и 27 в узел 12 под определенным пониженным давлением, например, от 1,2 до 3,0 МПа. Датчик 28 давления предназначен для обнаружения, что давление газа в канале 22 меньше, чем определенное значение, которое предоставляет запасному газу возможность подаваться из запасных контейнерных блоков 29.

Фиг. 2 показывает подробности пускового клапанного узла 12 и запасных контейнерных блоков 29. Пусковой клапанный узел 12 предназначен для осуществления привода при нарушении электроснабжения, так чтобы давление газообразного азота из азотного газового контейнера 11 через каналы 19 и 22 снижалось до определенного значения, пригодного для приведения в действие пневмодвигателя 10, а затем газообразный азот пониженного давления подавался в пневмодвигатель 10.

Более точно, когда контроллер 41 (фиг. 1) для управления установкой 4 пожаротушения и газотурбинным генератором EG выявляет нарушение электроснабжения, он вырабатывает пусковой командный сигнал ST. Сигнал ST затем передается на трехходовой электромагнитный клапан 30, отбирающий клапан 20 для цокольного этажа установки 14 пожаротушения, и переключающий клапан 27. Это побуждает отбирающий клапан 20 принимать открытое положение, а переключающий клапан 27 принимать второе положение, предоставляя газообразному азоту из контейнера 11 возможность проходить через клапаны 20 и 22 в канал 22 подачи газа. Давление газообразного азота снижается до приблизительно 1,2-3,0 МПа редуктором 23, а затем газообразный азот пониженного давления транспортируется в ветвь 31 пускового клапанного узла 12 на фиг. 2, где давление вновь снижается предварительным редуктором 32 до предопределенного давления, пригодного для приведения в действие основного редуктора 33. Газообразный азот пониженного давления подается в основной редуктор 33 через клапан 34 регулирования скорости. Это имеет следствием, что основной редуктор 33 снижает давление газообразного азота 1,2-3,0 МПа из канала 22 подачи газа до предопределенного давления, пригодного для приведения в действие пневмодвигателя 10, например, 0,6-1,0 МПа. Затем газообразный азот пониженного давления подается на пневмодвигатель 10.

Пусковой клапанный узел 12 содержит манометр 38 для указания давления газообразного азота, давление которого регулируется предварительным редуктором 32, и манометры 39 и 40 для указания давлений газообразного азота на расположенной выше по потоку и расположенной ниже по потоку сторонах основного редуктора 33 соответственно.

Согласно газотурбинному генератору EG, построенному таким образом, пневмодвигатель 10 приводится в действие подачей газообразного азота с предопределенным пониженным давлением около 0,6-0,7 МПа, полученным основным редуктором 33 пускового клапанного узла 12 для возбуждения газотурбинного двигателя 1 через редуктор 8, связанный с пневмодвигателем 10. Посредством приведения в действие газотурбинного двигателя 1 генератор 9 приводится в действие через редуктор 8, чтобы подавать электрическую мощность на электрические установки и устройства в здании 15 во время отключения подачи электричества. Бытовой газ или печное топливо используется в качестве топлива для газотурбинного двигателя 1. После того как газотурбинный двигатель 1 активизирован, непоказанная пусковая муфта отключается, так что пневмодвигатель 10 расцепляется по приводу с газотурбинным двигателем 1. К тому же когда контроллер 41 определяет посредством использования сигнала числа оборотов, представляющего число оборотов газовой турбины, переданного с датчика 62 вращения, предусмотренного в редукторе 9, показанном на фиг. 9, что число оборотов газотурбинного двигателя достигает предопределенного числа, необходимого для его самоподдерживающейся работы, контроллер 41 передает сигнал SF для прекращения пусковой операции. Сигнал SF затем передается на трехходовой электромагнитный клапан 30 пускового клапана 12, показанного на фиг. 12, для закрывания. Это имеет следствием, что основной редуктор 33 закрывается, и подача газа в пневмодвигатель 10 через канал 22 подачи газа прекращается.

Запасные контейнерные блоки 29 подготовлены не только для другой аварийной ситуации, в которой газообразный азот из азотного газового контейнера не способен использоваться вследствие какого-нибудь отказа периферийных устройств газового контейнера 11, но также для обеспечения, чтобы газотурбинный двигатель EG приводился в действие во время операций технического обслуживания газотурбинного генератора EG, помимо операций технического обслуживания установки 14 пожаротушения. Каждый запасной контейнерный блок 29 содержит множество запасных азотных газовых контейнеров 54, присоединенных параллельно друг к другу, для одновременного приведения в действие пневмодвигателя 10. Доступный для коммерческого приобретения недорогой азотный газовый контейнер может использоваться для контейнера 54. К тому же, каждый запасной контейнерный блок 29 содержит регулятор 57 давления с предохранительным клапаном 58 для регулирования давления газообразного азота, который должен подаваться в канал 22, с предопределенным значением давления, например, 1,2-3,0 МПа. Доступный для коммерческого приобретения регулятор давления может использоваться для регулятора 57 давления.

Пробное приведение в действие газотурбинного двигателя 1 с использованием запасных контейнерных блоков 29 выполняется, как изложено ниже. Сначала пусковой сигнал ST передается из контроллера 41 (фиг. 1). В ответ на это отбирающий клапан 20 и переключающий клапан 27 приводятся в действие, так что канал 22 подачи газа присоединяется к общему газовому каналу 26. В этом состоянии, если давление, выявленное датчиком 28 давления, меньше, чем предопределенное значение, азотный газовый контейнер 11 определяется имеющим неприятности, и тогда активизируется запасной контейнерный блок 29. В этой последовательности операций контроллер 41 выдает пусковой сигнал для запасного контейнера, SA, вслед за пусковым сигналом ST. Пусковой сигнал SA передается на трехходовой электромагнитный клапан 30 пускового клапанного узла 12 и самый высокоприоритетный запасной контейнерный блок 29. Это открывает трехходовой электромагнитный клапан 30 и приводит в действие регулятор 57 давления запасного контейнерного блока, который должен использоваться, активизируя пусковой клапанный узел 12, подобно описанным выше операциям при отключении подачи электричества, для приведения в действие пневмодвигателя 12. Хотя и меняется в зависимости от типов двигателя, при компоновке, оборудованной четырьмя запасными контейнерными блоками 29, газотурбинный двигатель 1000 кВт может приводиться в действие по меньшей мере четыре раза.

Согласно компоновке, когда выявлено нарушение, контроллер 41 (фиг. 1) передает сигнал ST на отбирающий клапан 20, переключающий клапан 27 и трехходовой электромагнитный клапан 30 пускового клапанного узла 12 для одновременного приведения в действие пневмодвигателя и вентиляционной лопасти 42 (фиг. 1). При этой операции первый демпфер 49 переключения в вентиляционном канале 48 закрывается, а второй демпфер 51 переключения и выпускной демпфер 50 открываются. Это предоставляет возможность, чтобы посредством работы вентиляционной лопасти 42 газообразный азот из пневмодвигателя 10 транспортировался через вентиляционный канал 48, а затем выпускался из выпуска 25 наружу здания 15, как указано сплошными линиями.

Когда пожар возникает на первом цокольном этаже B1 во время нарушения электроснабжения, переключающий клапан 27 принимает третье положение для осуществления соединения между переключающим клапаном 20 и каналами 19 и 22 в ответ на командный сигнал SD пожаротушения из контроллера 41. Переключающий клапан 27, когда принял оба сигнала ST и SD, принимает третье положение. К тому же контроллер 41 открывает первый демпфер 49 переключения и закрывает второй демпфер 50 переключения и демпфер 51 переключения для выпускания атмосферного воздуха внутри корпуса 16 из проема 17 сообщения в генераторное отделение 13. Это удовлетворяет правилам пожарной безопасности, которые требуют, чтобы источник огня или генераторное помещение 13 были изолированы от своей внешней области. К тому же газообразный азот, содержащийся в атмосферном воздухе внутри корпуса 16, также выпускается в генераторное отделение 13, что способствует пожаротушению в генераторном отделении 13 и охлаждению внутренней части корпуса 16.

Когда пожар возникает на любом из этажей здания 15 без отключения подачи электричества, контроллер 41 передает командный сигнал SD пожаротушения на переключающий клапан 20 канала 19 на этаже возгорания. Это открывает переключающий клапан 20 для предоставления газообразному азоту возможности подаваться из азотного газового контейнера 11 через открытый переключающий клапан 20 и канал 19, а затем распыляться через распылительную головку 18. Если пожар возникает на первом цокольном этаже B1 без отключения подачи электричества, передается только командный сигнал SD пожаротушения, который побуждает переключающий клапан 27 принять первое положение. Это побуждает переключающий клапан 20 присоединяться к каналу 19, предоставляя газообразному азоту возможность подаваться в распылительную головку 18, но не в газотурбинный генератор EG.

Контейнер 11 в установке 14 пожаротушения наполнен газообразным азотом с определенным давлением, которое значительно выше, чем подходящее для приведения в действие пневмодвигателя 10. Для этой цели газообразный азот из контейнера 11 через общий газовый канал 26, отбирающий клапан 20 и переключающий клапан 27 в канал 22 подачи газа понижается пусковым клапанным узлом 12 до 0,6-1,0 МПа, пригодных для приведения в действие пневмодвигателя 10, что, в свою очередь, предоставляет возможность, чтобы не только пневмодвигатель 10 надлежащим образом приводился в действие, но также надежно активизировался газотурбинный двигатель 1. Кроме того, так как типичный азотный газовый контейнер пожаротушения является значительно большим по объему, чем малогабаритный, доступный для коммерческого приобретения недорогой азотный газовый контейнер, доступный для коммерческого приобретения азотный газовый контейнер предоставляет возможность пневмодвигателю 10 приводиться в действие предопределенное множество раз.

Газотурбинный двигатель EG не требует необходимости в различном оборудовании, которое необходимо традиционному воздушному пусковому оборудованию для приведения в действие пневмодвигателя посредством сжатого воздуха, таком как крупногабаритный воздушный компрессор, воздушные резервуары, пространства для сборок такого оборудования, или установка удаления отработавшего масла, что значительно уменьшает пространство для установки, а также затраты на производство и техническое обслуживание. К тому же использование пневмодвигателя устраняет трудность быстрого повторного запуска и повышенные эксплуатационные затраты, которые имеют традиционные электрические приводные устройства, приводимые в действие электрическими двигателями. Кроме того, газотурбинный генератор EG использует доступные для коммерческого приобретения азотные газовые контейнеры 11, в которых сжимается газообразный азот, что устраняет операции заполнения газообразного азота. Более того, газообразный азот может использоваться, будучи не подверженным никаким нормам права торгового оборота газа в показателях давления и объема газа, что значительно снижает затраты на строительство установок.

В дополнение, газотурбинный генератор EG приводит в действие газотурбинный двигатель 1 посредством использования газообразного азота в контейнерах 11 пожаротушения из установки 14 пожаротушения для приведения в действие газотурбинного двигателя 1, что устраняет необходимость предоставления специализированных азотных контейнеров для приведения в действие газовой турбины. Это упрощает общую структуру системы в отличие от предоставления газотурбинного генератора EG и установки 14 пожаротушения в разные места. Кроме того, узел привода газотурбинного двигателя EG и установка 14 пожаротушения могут администрироваться совместно, так что давления газообразного азота в азотных газовых контейнерах 11 пожаротушения, которые должны использоваться для пожаротушения и приведения в действие пневмодвигателя 11, периодически проверяются и, если необходимо, азотные газовые контейнеры 11 пожаротушения заменяются новыми.

Вместо газообразного азота другие негорючие газы, такие как углекислый газ, могут использоваться для приведения в действие пневмодвигателя 10. Газообразный азот выгоднее по предотвращению загрязнения воздуха, неблагоприятному влиянию, обусловленному парниковым газом или высокотемпературным воспламенением, чем углекислый газ, так что он предпочтительнее используется для газотурбинного двигателя на газовом топливе. Некоторые традиционные установки 14 пожаротушения используют сжатый газ, такой как углекислый газ или галон. Замена газообразного азота на такой сжатый газ предоставляет гасящему газу установки 14 пожаротушения возможность использоваться для движущего газа пневмодвигателя 10, а также предотвращает разрушение окружающей среды, такое как загрязнение воздуха.

Газотурбинному двигателю 1 аварийного газотурбинного генератора EG требуется проводить эксплуатационное испытание раз в месяц в качестве операции технического обслуживания. Установке 14 пожаротушения с газовыми контейнерами 11 пожаротушения требуется проводить пусковые эксплуатационные испытания два раза в год. Однако неблагоприятно выбрасывать газообразный азот из каждой выбрасывающей головки 18 установки 14 пожаротушения. Практически, эксплуатационные испытания проводились посредством выпускания газообразного азота только из одного или двух газовых контейнеров 11, чтобы определить, выбрасывается ли из регулятора 21 давления газообразный азот с определенным давлением.

Согласно варианту осуществления на фиг. 1 газообразный азот из контейнеров 11 пожаротушения используется для приведения в действие пневмодвигателя 10 газотурбинного генератора EG, а также пожаротушения. Это означает, что эксплуатационные испытания газотурбинного генератора EG и установки 14 пожаротушения должны определять, надежно ли подается газообразный азот из азотных газовых контейнеров 11. При этой компоновке эксплуатационные испытания 12 раз в год газотурбинного двигателя 1 с использованием газообразного азота из газовых контейнеров 11 пожаротушения удовлетворяют требованиям к газотурбинному двигателю и контейнерам 11 пожаротушения.

Например, в эксплуатационных испытаниях для газотурбинного двигателя 1, использующего азотные контейнеры 11 установки 14 пожаротушения, переключающий клапан 20 в канале 19 для первого цокольного этажа B1 открывается в ответ на пусковой командный сигнал ST. Пусковой командный сигнал ST также передается на трехходовой электромагнитный клапан 12 (фиг. 2), чтобы приводить в действие пусковой клапанный узел 12. Затем определяется, приводился ли в действие газотурбинный двигатель 1 пневмодвигателем 10. Как приведено выше, посредством эксплуатационного испытания, в котором газотурбинный двигатель 1 приводится в действие подачей газообразного азота из запасных азотных газовых контейнеров 11 установки 14 пожаротушения через канал 22 подачи газа, определяется, подается ли газообразный азот из параллельно размещенных азотных газовых контейнеров 11 через общий канал 26 в канал 22. Это, в свою очередь, определяет, что каналы 19, в том числе канал 19 первого цокольного этажа B1, который ответвляется от канала 22, способны питаться газообразным азотом.

Эксплуатационное испытание газотурбинного двигателя 1, использующего газообразный азот из азотных газовых контейнеров 11, одновременно действует в качестве эксплуатационного испытания установки 14 пожаротушения. В таком случае эксплуатационные испытания 12 раз в год газотурбинного двигателя 1, использующего азотные контейнеры 11, включают в себя эксплуатационные испытания два раза в год установки 14 пожаротушения, что сокращает платы за содержание установки 14 пожаротушения и облегчает техническое обслуживание установок.

Кроме эксплуатационного испытания установки 14 пожаротушения, существование резервного контейнерного блока 29 предоставляет возможность пусковых эксплуатационных испытаний газотурбинного двигателя 1 независимо по отношению к техническому обслуживанию газотурбинного генератора EG. Это, в свою очередь, означает, что пусковые испытания газотурбинного двигателя 1 могут выполняться только с использованием запасных контейнеров 29, без использования запасных азотных газовых контейнеров 11.

Переключающий клапан 27 может быть исключен. В этом случае посредством выявления пожара или нарушения электроснабжения газообразный азот подается в каналы 19 и 22 цокольного этажа B1, а затем выбрасывается из выбрасывающих головок 18 в канале 19. В дополнение газообразный азот выпускается из пневмодвигателя 10. Это предоставляет возможность, чтобы цокольный этаж B1 заполнялся газообразным азотом незамедлительно, даже если он имеет большую вместимость. Газообразный азот также подается наружу и внутрь корпуса 16 для эффективного тушения пожара в корпусе 16.

Фиг. 3 показывает второй вариант осуществления. В этом варианте осуществления газотурбинный генератор EG, который смонтирован не с установкой пожаротушения, а, например, смонтирован на транспортном средстве, которое транспортируется к месту катастрофы для подачи электричества, содержит контейнерные блоки 69, подобные запасным контейнерным блокам 29 на фиг. 2. Каждый из контейнерных блоков 69 содержит множество доступных для коммерческого приобретения газовых контейнеров 5A, вмещающих неактивный газ, такой как газообразный азот. Контейнерные блоки 69 присоединены к пусковому клапанному узлу 12 через канал 22. Транспортное средство может перевозить определенное количество топлива, такого как печное топливо, для газотурбинного двигателя 1.

При пусковой операции контроллер 61 для управления всей полнотой газотурбинного генератора EG управляется вручную для выработки пускового командного сигнала ST1. Сигнал ST1 передается на трехходовой электромагнитный клапан 30 пускового клапанного узла 12 и регулятор 57 давления контейнерного блока 69 с наивысшим приоритетом, чтобы открывать трехходовой электромагнитный клапан 30 и регулятор 57 давления, что активирует пусковой клапанный узел 12, как описано выше, в показателях нарушения электроснабжения для приведения в действие пневмодвигателя 10. Это имеет следствием, что газотурбинный двигатель 1 приводится в действие через редуктор 8. Если первая попытка претерпевает неудачу, контейнерный блок 69 второго приоритета используется для осуществления второй попытки.

Согласно компоновке по второму варианту осуществления газотурбинный двигатель 1 перевозится транспортным средством к месту катастрофы или строительства, где его пневмодвигатель 10 приводится в действие газообразным азотом, подаваемым из газовых контейнеров 54A. Это предоставляет возможность, чтобы газотурбинный двигатель 1 мог без труда приводиться в действие без какой бы то ни было необходимости в дополнительных приводных механизмах, таких как крупногабаритный воздушный компрессор или воздушный резервуар. К тому же, техническое обслуживание имеет необходимость удаления использованных газовых контейнеров и установки новых взамен, что значительно снижает затраты на техническое обслуживание. К тому же так как пусковой клапанный узел 12 регулирует давление газообразного азота из газовых контейнеров 54A предопределенным значением, пригодным для приведения в действие пневмодвигателя, пневмодвигатель 10 надежно приводится в действие сжатым газообразным азотом для приведения в действие газотурбинного двигателя 1.

Кроме того, каждый контейнерный блок 69 содержит множество газовых контейнеров 54A, которые должны использоваться для одноразового приведения в действие пневмодвигателя. Это предоставляет контейнерному блоку 69 возможность производиться с использованием малогабаритных, доступных для коммерческого приобретения и экономичных газовых контейнеров 54A с определенным количеством газа, необходимым для одиночного приведения в действие пневмодвигателя. Более того, вариант осуществления имеет многочисленные контейнерные блоки 69, которые предоставляют возможность многочисленных пусковых операций газотурбинного двигателя 1.

Хотя газотурбинный двигатель 1 используется в вышеописанных вариантах осуществления, он может быть заменен другим двигателем, таким как газовый двигатель, дизельный двигатель и газовая микротурбина.

Должно быть отмечено, что настоящее изобретение не ограничено описанными выше вариантами осуществления, и оно может быть модифицировано, не выходя за рамки изобретения, и такие модификации по-прежнему подпадают под объем формулы изобретения.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1: газотурбинный двигатель

9: генератор

10: пневмодвигатель

11: контейнер с газообразным азотом для пожаротушения (газовый контейнер)

12: пусковой клапанный узел

14: установка пожаротушения

18: выбрасывающая головка

19: канал для пожаротушения

22: канал подачи газа

29: запасной газовый контейнерный блок

54: запасной газовый контейнер

54A: газовый контейнер

69: контейнерный блок

EG: генератор с двигателем

ST, ST1: пусковой командный сигнал

1. Генератор с двигателем, содержащий:
двигатель;
пневмодвигатель для активизации двигателя;
генератор, который должен приводиться в действие двигателем для выработки электричества;
первый источник газоснабжения для вмещения и подачи первого негорючего газа;
переключающий клапан;
первый канал, осуществляющий соединение между первым источником (11) газоснабжения и переключающим клапаном;
второй канал, осуществляющий соединение между переключающим клапаном и выбрасывающей головкой для выбрасывания первого негорючего газа из нее в воздух;
третий канал, осуществляющий соединение между переключающим клапаном и пневмодвигателем;
при этом переключающий клапан выполнен с возможностью принимать любое одно из трех положений, то есть первое положение, осуществляющее соединение между первым и вторым каналами, второе положение, осуществляющее соединение между первым и третьим каналами, и третье положение, осуществляющее разъединение между первым каналом и вторым и третьим каналами;
второй источник газоснабжения, присоединенный к третьему каналу для вмещения и подачи второго негорючего газа, при этом второй источник газоснабжения имеет множество контейнерных блоков, каждый из блоков содержит множество вторых контейнеров для вмещения второго негорючего газа, количество второго негорючего газа в каждом из блоков является количеством, необходимым для одноразового приведения в действие пневмодвигателя для активизации двигателя; и
клапанный узел для регулирования давлений первого негорючего газа, подаваемого из первого источника газоснабжения, и второго негорючего газа, подаваемого из второго источника газоснабжения, определенным давлением, пригодным для приведения в действие пневмодвигателя.

2. Генератор с двигателем по п.1, в котором первый источник газоснабжения имеет один или более первых газовых контейнеров для вмещения первого негорючего газа.

3. Генератор с двигателем по п.2, в котором первый негорючий газ, вмещенный в первые газовые контейнеры, имеет давление 30 МПа.

4. Генератор с двигателем по п.3, дополнительно содержащий редуктор давления, предусмотренный в третьем канале между переключающим клапаном и вторым источником газоснабжения, для понижения давления первого негорючего газа до 1,2-3,0 МПа.

5. Генератор с двигателем по п.4, в котором клапанный узел понижает давление в каждом из первого и второго негорючего газа до 0,6-1,0 МПа.

6. Генератор с двигателем по п.4, в котором второй источник газоснабжения содержит регулятор давления для регулирования давления второго негорючего газа до 1,2-3,0 МПа.

7. Генератор с двигателем по п.6, в котором клапанный узел понижает давление в каждом из первого и второго негорючего газа до 0,6-1,0 МПа.

8. Здание, содержащее генератор с двигателем по любому из предыдущих пунктов 1-6.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к летательным аппаратам с системой запуска газовой турбины летательного аппарата. .

Изобретение относится к области газотурбокомпрессоростроения, в частности, к системам подачи пускового газа к турбодетандерам газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к системам запуска. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к способам запуска газотурбинного двигателя. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к системам запуска газотурбинного двигателя. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к способам запуска газотурбинного двигателя. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к турбостроению, и может быть использовано для пуска газотурбинных установок. .

Воздушный стартер для турбодвигателя содержит передний корпус (12), задний корпус (14), кольцевой тракт (32) потока выходящих газов и цилиндрическую выпускную решетку (44) тракта (32) потока выходящих газов. Кольцевой тракт (32) открыт между задним концом переднего корпуса и передним концом заднего корпуса. Передний и задний концы выпускной решетки (44) содержат средство (48, 52) удерживания в осевом направлении соответственно переднего корпуса (12) и заднего корпуса (14) к решетке (44). Упомянутое средство (52) удерживания в осевом направлении одного (14) из корпусов к решетке (44) позволяет относительное вращение решетки (44) и этого корпуса (14). Стартер по изобретению может в большей степени удовлетворять сертификационным требованиям и быть легче и надежнее. В результате взрыва турбины стартера средство удерживания в осевом направлении корпусов к решетке сохраняет целостность стартера и в то же время предотвращает передачу на задний корпус вращательных усилий, проходящих в передний корпус. Такие вращательные усилия можно рассеять, позволяя вращение переднего корпуса относительно заднего корпуса. 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство изменения передаточного отношения между валом турбины и валом стартера-генератора содержит первое и второе жестко закрепленные зубчатые колеса, установленные на валу стартера-генератора, первое и второе промежуточные зубчатые колеса, переключающую муфту, а также средство, вызывающее ее поступательное перемещение. Первое и второе промежуточные зубчатые колеса установлены на валу турбины и находятся в зацеплении соответственно с первым и вторым жестко закрепленными зубчатыми колесами, обеспечивая различные передаточные отношения. Переключающая муфта вставлена между промежуточными зубчатыми колесами и механически соединена с валом турбины. Переключающая муфта выполнена с возможностью поступательного перемещения на валу турбины между положением, в котором она входит в зацепление с первым промежуточным зубчатым колесом, и положением, в котором она входит в зацепление со вторым промежуточным зубчатым колесом. Средство, вызывающее поступательное перемещение переключающей муфты, обеспечивает ее перемещение из одного положения в другое, когда сумма моментов вращения между валом турбины и валом стартера-генератора меняет знак. Другое изобретение группы относится к авиационному двигателю, включающему указанное выше устройство изменения передаточного отношения. Группа изобретений позволяет повысить надежность устройства изменения передаточного отношения между валом турбины и валом стартера-генератора, а также снизить его вес. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх