Тепловая машина Пак О. В. относится к сфере теплоэнергетики, транспорта, промышленности и предназначена для преобразования тепловой энергии рабочего тела (пара, газа) в механическую работу вала. Суть данного изобретения состоит в том, что для увеличения КПД и улучшения эксплуатационных характеристик в установке применены:
1. Корпус и зацепление рабочих зубчатых колес выполнены из жаропрочных материалов, что обеспечивает преобразование тепловой энергии в механическую работу на высоких температурах.
2. Расширительная турбина, соединенная с выхлопной камерой.
3. Устанавливается одна или несколько рабочих пар зубчатых колес.
4. Дополнительная зубчатая пара, снимающая нагрузку с рабочей пары.
5. Конструктивные скосы, уменьшающие динамические нагрузки.
Применение такой конструкции тепловой машины и изготовление отдельных ее частей из жаропрочных материалов позволяет повысить КПД тепловой машины и увеличить срок эксплуатации.
ТЕПЛОВАЯ МАШИНА ПАК О.В.
(51) МПК: 7 F04C 2/08, F03G 7/06
Сведения о документе ▾
- (11) Номер документа
- 374
- (13) Код типа документа
- P
- (51) МПК
- 7 F04C 2/08, F03G 7/06
- (45) Дата публикации
- 30.07.2002
- Статус
- Прекратил действие
Заявка ▾
- (21) Рег. номер заявки
- 02000743
- (22) Дата подачи заявки
- 10.04.2002
Лица ▾
- (71) Заявитель(и)
- Пак О.В. (TJ)
- (72) Автор(ы)
- Пак О.В. (TJ)
- (73) Патентообладатель(и)
- Пак О.В. (TJ)
Реферат
Формула изобретения
1. Тепловая машин Пак О.В. для преобразова-ния тепловой энергии рабочего тела в механическую работу вала, содержащая оборудование для приготовления рабочего тела, зацепление зубчатых колес, одно из которых посажено на вал отбора мощности и расположенных в корпусе, отличающаяся тем, что корпус с рабочей парой зубчатых колес выполняют из материалов, имеющих жаропрочность выше 1000 °С: керамика на основе окси-дов, нитридов, карбидов кремия, нитрида и карбида бора, керамика на основе оксида алюминия и диоксида циркония, различиных композиций на основе вышеназванных материалов и других жаропрочных материалов.
2. Тепловая машина Пак О.В. по п. 1, отличающаяся тем, что содержит расширительную турбину, соединенную с выхлопной камерой корпуса и являющейся высокотемпературной ступенью тепловой машины.
3. Тепловая машина Пак О.В, по п.п. 1 и 2, от-личающаяся тем, что содержит одну и более рабочих пар зубчатых колес, в зависимости от необходимой мощности и тепловой нагрузки, располо-женных на одних валах и герметично разделенных друг от друга.
4. Тепловая машина Пак О.В. по п.п. 1-3, отличающаяся тем, что содержит дополнительное зубчатое зацепление, посаженное на те же валы, что и рабочие колеса, но расположенное вне корпуса с рабочими колесами.
5. Тепловая машина Пак О.В. по п.п.1-4, отличающаяся тем, что содержит конструктивные скосы в местах выхода из рабочей камеры и входа в выхлопную камеру.
2. Тепловая машина Пак О.В. по п. 1, отличающаяся тем, что содержит расширительную турбину, соединенную с выхлопной камерой корпуса и являющейся высокотемпературной ступенью тепловой машины.
3. Тепловая машина Пак О.В, по п.п. 1 и 2, от-личающаяся тем, что содержит одну и более рабочих пар зубчатых колес, в зависимости от необходимой мощности и тепловой нагрузки, располо-женных на одних валах и герметично разделенных друг от друга.
4. Тепловая машина Пак О.В. по п.п. 1-3, отличающаяся тем, что содержит дополнительное зубчатое зацепление, посаженное на те же валы, что и рабочие колеса, но расположенное вне корпуса с рабочими колесами.
5. Тепловая машина Пак О.В. по п.п.1-4, отличающаяся тем, что содержит конструктивные скосы в местах выхода из рабочей камеры и входа в выхлопную камеру.
Описание
Тепловая машина Пак О. В. относится к обла-сти стационарной энергетики, теплоэнергетики, промышленности, транспорта.
Аналогом данного изобретения является тепловая машина, предназначенная для преобразования тепловой энергии рабочего тела, получаемой от различных источников энергии, в механическую работу вала. Применение тепловой машины сдерживается низкой эффективностью из-за низкой температуры подвода работы рабочего тела, по срав-нению с широко используемыми тепловыми маши-нами: турбины, поршневые двигатели, роторно-поршневые двигатели.
Целью данного изобретения является повышение КПД и улучшение эксплуатационных характеристик. Повышение КПД данной тепловой машины обусловлено изготовлением ее из новейших жаро-прочных материалов, рабочая температура кото-рых более 1000 °С, таких как: кварцевая керамика на основе оксидов кремния, керамика на основе нитрида и карбида кремния Si2N4 и SiC, керамика из нитрида бора BN и его модификаций, керамика из карбида бора В4С, керамика содержащая Аl2О3, керамика из диоксида циркония ZrO2, различные композиции на основе вышеназванных материалов и другие жаропрочные материалы. Увеличение КПД тепловой машины происходит также за счет возможности полного расширения рабочего тела, что обеспечивается благодаря применению расширительной турбины, т.е. керамический корпус, с установленными в нем рабочими колесами являет-ся высокотемпературной ступенью тепловой машины.
Улучшение эксплуатационных характеристик тепловой машины связано с применением в ней дополнительной зубчатой пары, исключающей трение керамической пары, что обеспечивает дли-тельный срок эксплуатации, применением кон-структивных дополнений - скосов, обеспечиваю-щих уменьшение динамической нагрузки на зубья рабочих колес, благодаря постепенному расширению рабочего тела при выходе в выхлопную камеру. Для уменьшения и возможности регулирования тепловой нагрузки на рабочую пару, возможности увеличения мощности, в тепловой машине устанавливается несколько рабочих пар зубчатых колес, посаженных на одни валы и герметично разде-ленных друг от друга.
Тепловая машина Пак О. В. состоит из кера-мического корпуса 1 с конструктивными скосами 9, внутри корпуса 1 расположена рабочая камера 10, выхлопная камера 8, керамическая рабочая пара зубчатых колес 2, находящихся в зацеплении и посаженная на вал отбора мощности 3 и дополни-тельный вал 4. На вале отбора мощности 3 и дополнительном вале 4 посажена дополнительная зубчатая пара 5. Тепловая машина также включает в себя оборудование для приготовления рабочего тела 6 и расширительную турбину 7, соединенную с выхлопной камерой 8 корпуса 1.
При подаче под давлением рабочего тела (па-ра, высокотемпературного газа, полученного при сгорании топлива) из оборудования для приготовления рабочего тела 6 в рабочую камеру 10, рабо-чие зубчатые колеса 2 начинают вращаться, превращая тепловую энергию рабочего тела в механическую работу вала. Оставшаяся часть тепловой энергии рабочего тела преобразуется в механиче-скую работу при расширении в расширительной турбине.
Аналогом данного изобретения является тепловая машина, предназначенная для преобразования тепловой энергии рабочего тела, получаемой от различных источников энергии, в механическую работу вала. Применение тепловой машины сдерживается низкой эффективностью из-за низкой температуры подвода работы рабочего тела, по срав-нению с широко используемыми тепловыми маши-нами: турбины, поршневые двигатели, роторно-поршневые двигатели.
Целью данного изобретения является повышение КПД и улучшение эксплуатационных характеристик. Повышение КПД данной тепловой машины обусловлено изготовлением ее из новейших жаро-прочных материалов, рабочая температура кото-рых более 1000 °С, таких как: кварцевая керамика на основе оксидов кремния, керамика на основе нитрида и карбида кремния Si2N4 и SiC, керамика из нитрида бора BN и его модификаций, керамика из карбида бора В4С, керамика содержащая Аl2О3, керамика из диоксида циркония ZrO2, различные композиции на основе вышеназванных материалов и другие жаропрочные материалы. Увеличение КПД тепловой машины происходит также за счет возможности полного расширения рабочего тела, что обеспечивается благодаря применению расширительной турбины, т.е. керамический корпус, с установленными в нем рабочими колесами являет-ся высокотемпературной ступенью тепловой машины.
Улучшение эксплуатационных характеристик тепловой машины связано с применением в ней дополнительной зубчатой пары, исключающей трение керамической пары, что обеспечивает дли-тельный срок эксплуатации, применением кон-структивных дополнений - скосов, обеспечиваю-щих уменьшение динамической нагрузки на зубья рабочих колес, благодаря постепенному расширению рабочего тела при выходе в выхлопную камеру. Для уменьшения и возможности регулирования тепловой нагрузки на рабочую пару, возможности увеличения мощности, в тепловой машине устанавливается несколько рабочих пар зубчатых колес, посаженных на одни валы и герметично разде-ленных друг от друга.
Тепловая машина Пак О. В. состоит из кера-мического корпуса 1 с конструктивными скосами 9, внутри корпуса 1 расположена рабочая камера 10, выхлопная камера 8, керамическая рабочая пара зубчатых колес 2, находящихся в зацеплении и посаженная на вал отбора мощности 3 и дополни-тельный вал 4. На вале отбора мощности 3 и дополнительном вале 4 посажена дополнительная зубчатая пара 5. Тепловая машина также включает в себя оборудование для приготовления рабочего тела 6 и расширительную турбину 7, соединенную с выхлопной камерой 8 корпуса 1.
При подаче под давлением рабочего тела (па-ра, высокотемпературного газа, полученного при сгорании топлива) из оборудования для приготовления рабочего тела 6 в рабочую камеру 10, рабо-чие зубчатые колеса 2 начинают вращаться, превращая тепловую энергию рабочего тела в механическую работу вала. Оставшаяся часть тепловой энергии рабочего тела преобразуется в механиче-скую работу при расширении в расширительной турбине.
(56) Документы, цитированные в отчёте
1. RU 2006677 С1, (ОСАДЧИЙ Г.Б.), 30.01.1994
2. RU 2171906 С1, (ВЛАДИМИРОВ П.C.), 10.08.2001
3. RU 2013589 С1, (ВЛАДИМИРОВ П.С.), 30.05.1994
4. RU 2044911 С1, (ФРАНГОНИ В.А. и др.), 27.09.1995
5. DE 3601034 А1, (JAHN, EGON), 06.08.1987
6. WO 92/15785 A1. (GRUBER), 17.09.1992
2. RU 2171906 С1, (ВЛАДИМИРОВ П.C.), 10.08.2001
3. RU 2013589 С1, (ВЛАДИМИРОВ П.С.), 30.05.1994
4. RU 2044911 С1, (ФРАНГОНИ В.А. и др.), 27.09.1995
5. DE 3601034 А1, (JAHN, EGON), 06.08.1987
6. WO 92/15785 A1. (GRUBER), 17.09.1992
📎 Прикреплённые файлы
-
374 .pdf⬇ Скачать