Пристрій для утилізації теплоти відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згоряння

Пристрій ДЛЙ утилізації теплоти відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання, що міс тить послідовно сполучені парогенератор, сепаратор пари із паровою та рідинною порожнинами, парову турбіну, конденсатор пару, ємність збору конденсата та циркуляційний насос, який відрізняється тим, що рідинна порожнина сепаратора пари має вимірювальну ємність із розміщеним у ній датчиком рівня рідини, яка сполучена з ємністю збирання конденсату крізь калібрований отвір, циркуляційний насос обладнаний обвідним каналом з встановленим в ньому регульованим дроселем, що управляється датчиком рівня рідини Винахід відноситься до області двиґунобудування, а саме до установок утилізації теплоти відпрацьованих газів двигунів внутрішнього згорання Відома енергетична установка (див пат США № 5640842 МПК6 F02C1/00, надрук 1997 р ), в якій теплота відпрацьованих газів використовується для обігріву приміщень та одержання механічної енергії у додатковому циклі Вадою такого пристрою € великі габарити, стаціонарність використання та складність у застосуванні на транспортних установках Відомо пристрій, працюючий по циклу Ренкіна (див заявку Японії № 58-40003 МПК F01K25/10, надрук 1988 р), прийнятий за прототип, що містить послідовно сполучені парогенератор, сепаратор пару, парову турбіну, конденсатор пару, ємність збору конденсату та циркуляційний насос У наданому пристрої енергія пару, що одержується у парогенераторі перетворюється в додаткову механічну енергію, що відбирається з валу парової турбіни Недопіком пристрою, прийнятого за прототип, є зниження ефективності роботи на режимах, віддалених від номінального На режимах неповних навантажень має місце нераціональний видаток теплоти на підігрів усього робочого тіла, у тому числі на підігрів тій частині робочого тіла, що не буде перетворена у пар а парогенераторі Крім того, попадання неперетвореної у пар рідинної фази у парову турбіну призводить до зниження якості процесів у турбіні викликає ерозію лопаток та зни жує строк використання турбіни Це вцілому веде до зниження ефективності роботи пристрою 8 основу винаходу поставпено задачу підвищення ефективності роботи пристрою для утилізацн теплоти відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання шляхом оптимізацм видатку робочого т т а через парогенератор та зменшення втрат енергії на нераціональний підігрів невипареної частини робочого тіла Поставлене завдання досягається тим, що пристрій для утилізації теплоти відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання який містить послідовно сполучені парогенератор, сепаратор пару із паровою та рідинною порожнинами парову турбіну, конденсатор пару, ємність збору конденсата та циркуляційний насос, має вимірювальну ємність, підключену до рідинної порожнини сепаратора пару, із розміщеним у неї датчиком рівня рідини, та з'єднаною з ємністю збору конденсату крізь калібрований отвір, циркуляційний насос постачено обводним каналом з встановленим в ньому регулюючим дроселем, що управляється датчиком рівня рідини Постачання пристрою вимірювальною ємністю із каліброваним отвором дозволяє визначити видаток невипареного у парогенераторі робочого тіла через висоту стовпу рідини, що знаходиться у вимірювальній ємності Зміна видатку невипареного у парогенераторі робочого тіла веде до зміни висоти стовпу рідини у вимірювальній ємності, що реєструється датчиком рівня рідини У поєднанні з регулюючим дроселем, розміщеним в обводному (О CM 00 со ЗГ 34826 каналі циркуляційного насосу що управляється від датчика рівня рідини усі вищеозначені елементи дозволяють визначити видаток невипареного у парогенераторі робочого тіла та мінімізувати його кількість шляхом регулювання видатку робочого тіла крізь парогенератор Все це дозволяє оптимізу вати видаток робочого тіла крізь парогенератор тим самим знижуючи втрати тепла на нерацю пальний підігрів робочого тіла, невипареного у парогенераторі Технічна суттєвість та принцип дії пропоную чого пристрою пояснено кресленням на якому зображено пристрій для утилізації теплоти відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання Пристрій містить двигун внутрішнього згорання 1 із вихлопним колектором 2 та розміщеним у ньому парогенератором 3 який з'єднано з сепаратором пару 4 Парова турбіна 5 підключена до парової порожнини сепаратора пару 4 та крізь конденсатор пару 6 до ємності збирання конденсату 7 У каналі, що сполучає ємність збирання конденсату 7 та парогенератор 3 розміщено циркуля цінний насос 8 Рідинна порожнина сепаратора пару 4 має вимірювальну ємність 9 із розміщеним у неї датчиком рівня рідини 10 та зв'язану з ємніс тю збирання конденсату 7 крізь калібрований отвір 11 Обводний канал циркуляційного насосу 8 має регулюючий дросель 12 підключений до датчика рівня рідини 10 Описаний вище пристрій працює таким чином Рідинне робоче тіло із ємності збирання конденсату 7 циркуляційним насосом 8 подається у парогенератор 3 де випаровується за рахунок тепла відпрацьованих газів двигуна внутрішнього згорання 1 що надходить у вихлопний колектор 2 Із парогенератора парорідинна суміш надходить у сепаратор пару 4, де діється її розділення на парову та рідинну фази Пар спрямовує до парової турбіни 5 де ширшаючи, учиняє механічну роботу Відпрацьований пар у конденсаторі пару 6 перетворюється в рідину, що відводиться у ємність збирання конденсату 7 Одночасно рідинна фаза забирається із сепаратора пару 4 та надходить у вимірювальну ємність 9, та далі крізь калібрований отвір 11 у ємність збирання конденсату 7 Висота стовпу рідини у вимірювальній ємності 9 визначає видаток невипареного робочого тіла у парогенераторі 3 що в кінцевому рахунку реєструється датчиком рівня рідини 10 Сигнал датчика рівня рідини 10 управляє регулюючим дроселем 12 за допомогою якого змінює видаток робочого тіла крізь парогенератор 3 Наприклад при зменшенні навантаження двигуна внутрішнього згорання 1 тепломісткість відпрацьованих газів падає що призводить до збільшення рівня невипареного робочого тіла у вимірювальній ємності 9 рівня що фіксується датчиком рідини 10 По сигналу, що виробляється датчиком рівня рідини 10, управляючий дросель 12 збільшує проходний перетин внаслідок чого зменшується видаток робочого тіла крізь парогенератор 3 ВІДПОВІДНО зменшується рівень рідини у вимірювальній ємності 9 що виражає КІЛЬКІСТЬ робочого тіла, невипареного в парогенераторі 3 що реєструється датчиком рівня рідини 10 При настанові нового рівня рідини регулюємий дросель фіксує своє положення, відповідне новому режиму роботи двигуна внутрішнього згорання Внаслідок регулювання кількості робочого тіла, що подається у парогенератор знижується непродуктивний видаток теплової енергії на підігрів робочого тіла невипареного у парогенераторі Це дозволяє підвищити ефективність роботи пристрою та знизити нераціональний видаток енергії Тираж 50 єкз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03