Автономна конгенераційна установка з двигуном стірлінга і двигуном внутрішнього згоряння

Реферат: Автономна когенераційна установка з двигуном Стірлінга і двигуном внутрішнього згоряння містить газогенератор місцевого палива, двигун Стірлінга, який знаходиться на одному валу з електрогенератором, тепловий двигун внутрішнього згоряння, який знаходиться на одному валу з електрогенератором, магістраль генераторного газу, пристрій для охолодження та очищення генераторного газу, магістраль відпрацьованих газів, систему зовнішнього теплопостачання з теплообмінником-утилізатором теплоти відпрацьованих газів, споживачем теплоти і насосом для циркуляції теплоносія. Вихід газогенератора з'єднаний магістраллю генераторного газу з камерою нагрівання двигуна Стірлінга, вихід з якої через пристрій для охолодження та очищення генераторного газу з'єднаний з камерою спалювання двигуна внутрішнього згоряння, а вихід з нього через магістраль відпрацьованих газів сполучений з теплообмінникомутилізатором теплоти відпрацьованих газів. UA 116127 U (12) UA 116127 U UA 116127 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі енергетики, зокрема до автономних установок з тепловими двигунами, призначених для одночасного вироблення електричної і теплової енергії. Відома автономна когенераційна установка, що містить газогенератор місцевого палива, двигун Стірлінга, який використовує як паливо генераторний газ і знаходиться на одному валу з електрогенератором, двигун внутрішнього згоряння, який використовує традиційне паливо і знаходиться на одному валу з електрогенератором, магістраль генераторного газу, пристрій для охолодження та очищення генераторного газу, магістраль відпрацьованих газів, систему зовнішнього теплопостачання з теплообмінником-утилізатором теплоти відпрацьованих газів, споживачем теплоти і насосом для циркуляції теплоносія [1]. Недоліком відомої установки, найближчого аналога, є необхідність використання двох видів палива: місцевого, з якого виробляється генераторний газ для двигуна Стірлінга, та традиційного для двигуна внутрішнього згоряння. Але при вживанні тільки місцевого палива, без вживання традиційного палива, двигун внутрішнього згоряння установки-аналога не працюватиме і в цьому випадку когенераційна установка буде малоефективною. В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає у підвищенні ефективності автономної когенераційної установки з двигуном Стірлінга і двигуном внутрішнього згоряння в умовах використання тільки місцевого палива. Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у відомій когенераційній установці з двигуном Стірлінга і двигуном внутрішнього згоряння, що містить газогенератор місцевого палива, двигун Стірлінга, який використовує як паливо генераторний газ і знаходиться на одному валу з електрогенератором, тепловий двигун внутрішнього згоряння, який використовує традиційне паливо і знаходиться на одному валу з електрогенератором, магістраль генераторного газу, пристрій для охолодження та очищення генераторного газу, магістраль відпрацьованих газів, систему зовнішнього теплопостачання з теплообмінником-утилізатором теплоти відпрацьованих газів, споживач теплоти і насос для циркуляції теплоносія, згідно з корисною моделлю, вихід газогенератора з'єднаний магістраллю генераторного газу з камерою нагрівання двигуна Стірлінга, вихід з якої через пристрій для охолодження та очищення генераторного газу з'єднаний з камерою спалювання двигуна внутрішнього згоряння, вихід з нього через магістраль відпрацьованих газів сполучений з теплообмінником-утилізатором теплоти відпрацьованих газів. Суть і принцип дії запропонованої установки пояснюється кресленням, на якому представлена схема автономної когенераційної установки з двигуном Стірлінга і двигуном внутрішнього згоряння. Запропонована автономна когенераційна установка складається з газогенератора 1, двигуна Стірлінга 2, що містить камеру нагрівання 3, електрогенератор 4, розміщений на одному валу з двигуном Стірлінга, магістраль генераторного газу 5, що з'єднує вихід газогенератора 1 з камерою нагрівання 3 двигуна Стірлінга, пристрій для охолодження та очищення генераторного газу 6, вхід якого з'єднаний з виходом з камери нагрівання 3 двигуна Стірлінга, а вихід сполучений зі входом камери спалювання 7 двигуна внутрішнього згоряння 8, електрогенератор 9, розміщений на одному валу з двигуном внутрішнього згоряння 8, магістраль відпрацьованих газів 10, що з'єднує вихід ДВЗ 8 із входом теплообмінникаутилізатора теплоти відпрацьованих газів 11, вхід якого по відпрацьованим газам через магістраль відпрацьованих газів 10 з'єднаний з виходом з ДВЗ 8, насос 12, споживача теплоти 13, причому вихід по теплоносію теплообмінника-утилізатора теплоти відпрацьованих газів 11 з'єднаний зі входом споживача теплоти 13, а вихід із споживача теплоти 13 сполучений зі входом насоса 12, вхід з якого з'єднаний зі входом по теплоносію теплообмінника-утилізатора теплоти відпрацьованих газів 11. Установка працює наступним чином. В газогенератор 1 завантажують тверде місцеве паливо (деревина, торф, відходи сільськогосподарського виробництва у вигляді пелет чи брикетів, тощо) і здійснюють його газифікацію. Вироблений генераторний газ (синтез-газ) з температурою 600°-800 °C по магістралі генераторного газу 5 надходить до камери нагрівання двигуна Стірлінга 3, при здійсненні циклу якого отримується механічна робота з наступним перетворенням її в електричну енергію в електрогенераторі 4. Після двигуна Стірлінга 3, в якому синтез-газ охолоджується до температури 150°-200 °C, він надходить до пристрою для доохолодження та очищення синтез-газу 6, після якого подається в камеру спалювання 7 теплового двигуна внутрішнього згоряння 8. Вироблену в ДВЗ 8 механічну роботу перетворюють в електричну енергію в електричному генераторі 9, яку передають споживачеві. 1 UA 116127 U 5 10 Відпрацьовані гази з ДВЗ 8 по магістралі відпрацьованих газів 10 подаються до теплообмінника-утилізатора теплоти відпрацьованих газів 11, де передають свою теплоту теплоносію, що надходить до споживача теплоти 13. Від споживача теплоти 13 насосом 12 охолоджений теплоносій знову подається на нагрівання до теплообмінника-утилізатора теплоти відпрацьованих газів 11. Запропонована автономна когенераційна установка з двигуном Стірлінга і двигуном внутрішнього згоряння в умовах споживання тільки місцевого палива дозволяє збільшити кількість виробленої електричної енергії на одиницю витрати палива в газогенераторі та зменшити габарити пристрою для очистки і охолодження синтез-газу. Це обумовлено конструктивним рішенням з'єднати магістраллю генераторного газу вихід газогенератора з камерою нагрівання двигуна Стірлінга, а вихід з неї через пристрій для охолодження та очищення генераторного газу з'єднати з камерою спалювання двигуна внутрішнього згоряння, що і підвищує ефективність роботи автономної когенераційної установки з двигуном Стірлінга і двигуном внутрішнього згоряння в умовах споживання тільки місцевого палива. 15 Джерела інформації: 1. RU № 2440504 С1, МПК F02G 1/043, F02G 5/04, F25B 27/02; 20.10.2010. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 30 Автономна когенераційна установка з двигуном Стірлінга і двигуном внутрішнього згоряння, що містить газогенератор місцевого палива, двигун Стірлінга, який знаходиться на одному валу з електрогенератором, тепловий двигун внутрішнього згоряння, який знаходиться на одному валу з електрогенератором, магістраль генераторного газу, пристрій для охолодження та очищення генераторного газу, магістраль відпрацьованих газів, систему зовнішнього теплопостачання з теплообмінником-утилізатором теплоти відпрацьованих газів, споживачем теплоти і насосом для циркуляції теплоносія, яка відрізняється тим, що вихід газогенератора з'єднаний магістраллю генераторного газу з камерою нагрівання двигуна Стірлінга, вихід з якої через пристрій для охолодження та очищення генераторного газу з'єднаний з камерою спалювання двигуна внутрішнього згоряння, а вихід з нього через магістраль відпрацьованих газів сполучений з теплообмінником-утилізатором теплоти відпрацьованих газів. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2