[go: up one dir, main page]

RU2335644C1 - Transport gas-steam power plant - Google Patents

Transport gas-steam power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2335644C1
RU2335644C1 RU2007112489/06A RU2007112489A RU2335644C1 RU 2335644 C1 RU2335644 C1 RU 2335644C1 RU 2007112489/06 A RU2007112489/06 A RU 2007112489/06A RU 2007112489 A RU2007112489 A RU 2007112489A RU 2335644 C1 RU2335644 C1 RU 2335644C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
flame tube
front part
fuel
gas
Prior art date
Application number
RU2007112489/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Весенгириев (RU)
Михаил Иванович Весенгириев
Original Assignee
Михаил Иванович Весенгириев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Иванович Весенгириев filed Critical Михаил Иванович Весенгириев
Priority to RU2007112489/06A priority Critical patent/RU2335644C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2335644C1 publication Critical patent/RU2335644C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Landscapes

  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps, electrical engineering.
SUBSTANCE: transport gas-steam power plant incorporates a reactor with a combustion and evaporation zones, a water feed device, a fuel feed device, an igniter and a gas-steam engine communicating with the reactor. The reactor represents a gas-turbine combustion chamber with the reactor casing forming a space wherein the flame tube and a mixing zones are arranged communicating, via the holes, with the casing space. The flame tube and casing front parts are tight. Water is fed into the casing space to get atomised therein. The mix of the electrolyte aqueous solution and fuel are injected and atomised via a jet with a cavitation device into the flame tube tight front part. The igniter represents the electrodes-catalyzers to fire and extinguish electric arc arranged in the aforesaid front part of the flame tube. One of the electrodes is a movable one, the other one has a taper shape and a taper channel, a combustion zone.
EFFECT: simpler design and higher efficiency.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателям внешнего сгорания, и может быть использовано в двигателестроении для транспортных средств и энергетики.The invention relates to mechanical engineering, in particular to external combustion engines, and can be used in engine building for vehicles and energy.

Известен паровой двигатель, содержащий расположенные внутри одного цилиндра камеру для сжигания топлива, камеру для впрыска воды и парообразования, камеру перемещения поршня, отверстия для выхлопа отработавшего пара и преобразователь возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала /Патент РФ №2181438, F01К 21/02, 20.04.2002 г./. [1]Known steam engine containing located inside one cylinder, a chamber for burning fuel, a chamber for injection of water and vaporization, a chamber for moving the piston, openings for exhaust exhaust and a reciprocating piston in the rotational movement of the shaft / RF Patent No. 2181438, F01K 21 / April 20, 2002 /. [one]

Недостатком известного двигателя является низкая эффективность в работе из-за сложности управления и контроля всеми процессами, происходящими в его цилиндре.A disadvantage of the known engine is the low efficiency in operation due to the complexity of control and monitoring of all processes occurring in its cylinder.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является парогазовый реактор для ротопоршневых двигателей, содержащий реактор, имеющий зону горения и зону парообразования, устройство подачи воды, устройство подачи топлива, воспламенительное устройство и сообщенный с реактором газопаровой двигатель /Патент РФ №2123605, F01K 21/00, 20.12.1998 г./. [2]Closest to the proposed invention is a gas-vapor reactor for rotary piston engines, comprising a reactor having a combustion zone and a vaporization zone, a water supply device, a fuel supply device, an ignition device and a gas-steam engine in communication with the reactor / RF Patent No. 2123605, F01K 21/00, 20.12 .1998 g. [2]

Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность работы реактора из-за сложности конструкции и из-за сложности управления всеми процессами, происходящими в реакторе.The disadvantage of the closest analogue is the low efficiency of the reactor due to the complexity of the design and because of the complexity of controlling all the processes occurring in the reactor.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении управляемости всеми процессами, происходящими в устройстве, за счет упрощения его конструкции.The technical problem solved by the invention is to increase the controllability of all processes occurring in the device, due to the simplification of its design.

Поставленная техническая задача решается тем, что в транспортной газопаровой силовой установке, содержащей реактор, имеющий зону горения и зону парообразования, устройство подачи воды, устройство подачи топлива, воспламенительное устройство и сообщенный с реактором, например патрубком, газопаровой двигатель, например поршневой. Реактор выполнен в виде камеры сгорания газотурбинного двигателя, где кожух реактора образует полость, в которой установлена жаровая труба, имеющая зону смещения, отверстиями сообщенную с полостью кожуха реактора. Причем фронтовая часть кожуха реактора и фронтовая часть жаровой трубы выполнены герметичными. Устройство подачи воды выполнено с возможностью подачи и распыления, например, через форсунку природной воды в фронтовую часть полости кожуха реактора. Устройство подачи топлива выполнено с возможностью подачи и распыления смеси электролита /водного раствора электролита/ и топлива, например метилового спирта, через форсунку с кавитатором, например, в виде местного сужения ее канала в герметичную фронтовую часть жаровой трубы. Воспламенительное устройство выполнено в виде электродов-катализаторов, например, напыленных платиновой чернью, с возможностью подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой /электрической/ дуги. Причем электроды установлены в герметичной фронтовой части жаровой трубы и один из них выполнен перемещаемым, например электромагнитом, при зажигании вольтовой дуги, другой выполнен конической формы и с конусным каналом. При этом зона горения вольтовой дуги и смеси электролита и топлива выполнена в конусном канале электрода. Под воздействием вольтовой дуги смесь электролита и топлива в зоне горения диссоциирует на водород и кислород, ионизируется и превращается в плазму.The stated technical problem is solved in that in a transport gas-steam power plant containing a reactor having a combustion zone and a vaporization zone, a water supply device, a fuel supply device, an igniter device and in communication with the reactor, for example a pipe, a gas-steam engine, for example a piston. The reactor is made in the form of a combustion chamber of a gas turbine engine, where the reactor casing forms a cavity in which a flame tube is installed, having a displacement zone, openings communicated with the cavity of the reactor casing. Moreover, the front part of the reactor shell and the front part of the flame tube are sealed. The water supply device is configured to supply and spray, for example, through a nozzle of natural water in the front part of the cavity of the reactor shell. The fuel supply device is configured to feed and spray a mixture of an electrolyte / aqueous electrolyte solution / and fuel, for example methyl alcohol, through a nozzle with a cavitator, for example, in the form of a local narrowing of its channel into the sealed front part of the flame tube. The igniter device is made in the form of catalyst electrodes, for example, sprayed with platinum black, with the possibility of supplying them with direct current, ignition and extinguishing the volt / electric / arc. Moreover, the electrodes are installed in a sealed front part of the flame tube and one of them is made movable, for example by an electromagnet, when igniting a volt arc, the other is made of a conical shape and with a conical channel. The combustion zone of the volt arc and the mixture of electrolyte and fuel is made in the conical channel of the electrode. Under the influence of a volt arc, the mixture of electrolyte and fuel in the combustion zone dissociates into hydrogen and oxygen, ionizes and turns into a plasma.

На чертеже, поясняющем изобретение, представлен схематичный разрез силовой установки.In the drawing, explaining the invention, shows a schematic section of a power plant.

Пример выполнения предлагаемого решения.An example of the implementation of the proposed solution.

Транспортная газопаровая силовая установка содержит реактор 1, выполненный в виде камеры сгорания газотурбинного двигателя, где кожух 2 образует полость 3, в которой установлена жаровая труба 4, имеющая зону смешения 5, отверстиями 6 сообщенную с полостью кожуха. Причем фронтовая часть 7 кожуха и фронтовая часть 8 жаровой трубы выполнены герметичными. Форсунку 9 подачи и распыления природной воды в полость кожуха. Форсунку 10 с кавитатором, например местное сужение ее канала /не показано/, подачи и распыления смеси водного раствора электролита и топлива, например метилового спирта, в герметичную фронтовую часть жаровой трубы. Воспламенительное устройство, выполненное в виде электродов-катализаторов, например катод 11 и анод 12, напыленных платиновой чернью, с возможностью подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой /электрической/ дуги, причем электроды установлены в герметичной фронтовой части жаровой трубы и один из них выполнен перемещаемым, например, электромагнитом 13 при зажигании вольтовой дуги. Другой электрод выполнен конической формы и с конусным каналом 14, при этом зона горения смеси электролита и топлива выполнена в конусном канале, где смесь под воздействием вольтовой дуги диссоциирует на водород и кислород, ионизируется и превращается в плазму. Силовая установка также содержит сообщенный с реактором через патрубок 15 и золотник 16 газопаровой двигатель 16, например поршневой.The transport gas-steam power plant comprises a reactor 1, made in the form of a combustion chamber of a gas turbine engine, where the casing 2 forms a cavity 3 in which a flame tube 4 is installed, having a mixing zone 5, through holes 6 communicating with the cavity of the casing. Moreover, the front part 7 of the casing and the front part 8 of the flame tube are sealed. Nozzle 9 supply and spraying of natural water into the cavity of the casing. A nozzle 10 with a cavitator, for example a local narrowing of its channel (not shown), supplying and spraying a mixture of an aqueous solution of electrolyte and fuel, for example methyl alcohol, into the sealed front part of the flame tube. An igniter device made in the form of catalyst electrodes, for example, a cathode 11 and anode 12, sprayed with platinum black, with the possibility of supplying them with direct current, ignition and extinguishing a volt / electric / arc, the electrodes being installed in the sealed front of the flame tube and one of they are made movable, for example, by an electromagnet 13 when igniting a volt arc. The other electrode is conical in shape and with a cone channel 14, while the combustion zone of the mixture of electrolyte and fuel is made in a cone channel, where the mixture dissociates into hydrogen and oxygen under the influence of a voltaic arc, ionizes and turns into plasma. The power plant also contains communicated with the reactor through the pipe 15 and the valve 16 of the gas-steam engine 16, for example a piston.

Транспортная газопаровая силовая установка работает следующим образом.Transport gas-steam power plant operates as follows.

Для пуска силовой установки в работу на электроды-катализаторы 11 и 12 подают регулируемый, например, блоком управления постоянный ток. Затем включают электромагнит 13 и кратковременным контактом концом перемещаемого электрода 11 анод 12 в его конусном канале 14 зажигают вольтовую /электрическую/ дугу. После чего через форсунку 10 с кавитатором /не показано/ в герметичную фронтовую часть 8 жаровой трубы 4, так же под контролем блока управления и под избыточным давлением, например, 3 МПа подают и распыляют смесь электролита, например водного раствора едкого кали, и топлива, например 5% метилового спирта от дозы электролита. Подаваемая смесь за счет кавитации в кавитаторе форсунки 10 частично диссоциирует, ионизируется, ее капельки тончайше распыляются и, охлаждая фронтовую часть 8 жаровой трубы 4 и электроды-катализаторы, превращается в пар. В процессе вода из смеси еще частично диссоциируется за счет протекания постоянного тока через электролит /катод 11, анод 12/, а реакция диссоциации ускоряется наличием катализатора. Затем смесь поступает и проходит через зону горения вольтовой дуги в конусном канале 14 электрода 12 и под воздействием горящей вольтовой дуги смесь окончательно диссоциирует на водород и кислород, ионизируется, воспламеняется, превращается в плазму и, словно из сопла, выходит в зону смешения 5 жаровой трубы 4.To start the power plant, electrodes-catalysts 11 and 12 are supplied with a direct current regulated, for example, by a control unit. Then, an electromagnet 13 is turned on and a short-term contact by the end of the electrode 11 being moved moves the anode 12 in its conical channel 14 to ignite a volt / electric / arc. Then, through the nozzle 10 with a cavitator / not shown / into the sealed front part 8 of the flame tube 4, a mixture of an electrolyte, for example, an aqueous solution of caustic potassium, and fuel, is fed and sprayed under the control of the control unit and under excessive pressure, for example, 3 MPa for example 5% methyl alcohol per dose of electrolyte. The supplied mixture due to cavitation in the cavitator of the nozzle 10 partially dissociates, ionizes, its droplets are finest atomized and, cooling the front part 8 of the flame tube 4 and the electrode electrodes, turns into steam. In the process, water from the mixture is still partially dissociated due to the flow of direct current through the electrolyte / cathode 11, anode 12 /, and the dissociation reaction is accelerated by the presence of a catalyst. Then the mixture enters and passes through the combustion zone of the voltaic arc in the cone channel 14 of the electrode 12 and, under the influence of the burning voltaic arc, the mixture finally dissociates into hydrogen and oxygen, ionizes, ignites, turns into plasma and, as if from a nozzle, enters the mixing zone 5 of the flame tube four.

В полость 3 герметизированную фронтовой частью 7 кожуха 2 реактора 1 через форсунку 9 так же под избыточным давлением 3 МПа и под контролем блока управления подают и распыляют чистую природную воду. Эта вода охлаждает стенки жаровой трубы 4, сама превращается в водяной пар и затем через отверстия 6 в стенках жаровой трубы 4 поступает в ее зону смешения 5 и обдуванием охлаждает конической формы электрод 12, изолирует и защищает стенки жаровой трубы 4 от выходящих из зоны горения 14 высокотемпературных /порядка 600°С/ продуктов горения смеси - плазмы и, смешиваясь с этой плазмой, нормализует ее температуру до приемлемого для работы двигателя 17 значения. Далее полученное таким образом в реакторе 1 рабочее тело с избыточным давлением 3 МПа через патрубок 15 поступает в золотник 16, например, поршневого двигателя 17 и, расширяясь в нем, совершает работу. Отработавшие в двигателе 17 продукты либо напрямую, либо через конденсатор - теплообменник выкидываются в окружающую среду.Pure natural water is supplied and sprayed into the cavity 3, sealed by the front part 7 of the casing 2 of the reactor 1 through the nozzle 9 under the overpressure of 3 MPa and under the control of the control unit. This water cools the walls of the flame tube 4, it itself turns into water vapor and then through the holes 6 in the walls of the flame tube 4 enters its mixing zone 5 and blows the cone-shaped electrode 12, isolates and protects the walls of the flame tube 4 from those leaving the combustion zone 14 high-temperature / about 600 ° C / combustion products of the mixture - the plasma and, mixing with this plasma, normalizes its temperature to an acceptable value for the engine 17. Further, the working fluid thus obtained in the reactor 1 with an overpressure of 3 MPa through the pipe 15 enters the spool 16, for example, of the piston engine 17 and, expanding in it, does the job. Spent products in the engine 17 either directly or through a condenser - heat exchanger are thrown into the environment.

Для остановки реактора 1 прекращают подачу постоянного тока на электроды 11 и 12, прекращают подачу смеси электролита и топлива через форсунку 10 и прекращают подачу воды через форсунку 9.To stop the reactor 1, stop supplying direct current to the electrodes 11 and 12, stop the flow of the mixture of electrolyte and fuel through the nozzle 10 and stop the flow of water through the nozzle 9.

Предлагаемая силовая установка имеет простую конструкцию для изготовления и для управления при работе, высоко экономична и экологически безвредна. Найдет применение в двигателестроении для транспортных средств и для энергетики.The proposed power plant has a simple design for manufacturing and for control during operation, highly economical and environmentally friendly. Will find application in engine building for vehicles and for energy.

Claims (1)

Транспортная газопаровая силовая установка, содержащая реактор, имеющий зону горения и зону парообразования, устройство подачи воды, устройство подачи топлива, воспламенительное устройство и сообщенный с реактором газопаровой двигатель, отличающаяся тем, что реактор выполнен в виде камеры сгорания газотурбинного двигателя, где кожух реактора образует полость, в которой установлена жаровая труба, имеющая зону смешения, отверстиями сообщенную с полостью кожуха реактора, причем фронтовая часть кожуха реактора и фронтовая часть жаровой трубы выполнены герметичными, устройство подачи воды выполнено с возможностью подачи и распыления воды в фронтовую часть полости кожуха реактора, устройство подачи топлива выполнено с возможностью подачи и распыления смеси электролита (водного раствора электролита) и топлива через форсунку с кавитатором в герметичную фронтовую часть жаровой трубы, воспламенительное устройство выполнено в виде электродов-катализаторов с возможностью подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой (электрической) дуги, причем электроды установлены в герметичной фронтовой части жаровой трубы и один из них выполнен перемещаемым при зажигании вольтовой дуги, другой выполнен конической формы и с конусным каналом, при этом зона горения выполнена в конусном канале электрода, под воздействием вольтовой дуги смесь электролита и топлива в зоне горения диссоциирует, ионизируется и превращается в плазму.Transport gas-steam power plant comprising a reactor having a combustion zone and a vaporization zone, a water supply device, a fuel supply device, an ignition device and a gas-steam engine in communication with the reactor, characterized in that the reactor is made in the form of a combustion chamber of a gas turbine engine, where the reactor casing forms a cavity in which a flame tube is installed, having a mixing zone, openings communicated with the cavity of the reactor shell, the front part of the reactor shell and the front part of the flame the pipes are sealed, the water supply device is configured to feed and spray water into the front part of the cavity of the reactor shell, the fuel supply device is configured to supply and spray a mixture of electrolyte (aqueous electrolyte solution) and fuel through a nozzle with a cavitator into the sealed front part of the flame tube, the ignition device is made in the form of catalyst electrodes with the possibility of supplying them with direct current, ignition and quenching of a voltaic (electric) arc, and are mounted in the sealed front part of the flame tube and one of them is made movable during ignition of the volt arc, the other is made of a conical shape and with a cone channel, while the combustion zone is made in the cone channel of the electrode; under the influence of the volt arc, the mixture of electrolyte and fuel dissociates in the combustion zone, ionizes and turns into a plasma.
RU2007112489/06A 2007-04-05 2007-04-05 Transport gas-steam power plant RU2335644C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007112489/06A RU2335644C1 (en) 2007-04-05 2007-04-05 Transport gas-steam power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007112489/06A RU2335644C1 (en) 2007-04-05 2007-04-05 Transport gas-steam power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2335644C1 true RU2335644C1 (en) 2008-10-10

Family

ID=39927847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007112489/06A RU2335644C1 (en) 2007-04-05 2007-04-05 Transport gas-steam power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2335644C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022114912A1 (en) 2022-06-14 2023-12-14 Vladimir Habek Adapter for a device for introducing an operating fluid necessary for the operation of an engine or heater into a designated receiving space of the engine or heater

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2123605C1 (en) * 1992-11-30 1998-12-20 Чикин Герман Алексеевич Steam-gas reactor for rotor-piston engines
RU2181438C2 (en) * 2000-06-16 2002-04-20 Никитин Андрей Андреевич Steam engine
RU2244878C2 (en) * 2001-05-25 2005-01-20 Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар" Igniter (versions)

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2123605C1 (en) * 1992-11-30 1998-12-20 Чикин Герман Алексеевич Steam-gas reactor for rotor-piston engines
RU2181438C2 (en) * 2000-06-16 2002-04-20 Никитин Андрей Андреевич Steam engine
RU2244878C2 (en) * 2001-05-25 2005-01-20 Открытое Акционерное Общество "Инжиниринговая Компания "Зиомар" Igniter (versions)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПЧЕЛКИН Ю.М. КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ, МАШИНОСТРОЕНИЕ. - М.: 1973, рис.9.1, с.163. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022114912A1 (en) 2022-06-14 2023-12-14 Vladimir Habek Adapter for a device for introducing an operating fluid necessary for the operation of an engine or heater into a designated receiving space of the engine or heater
WO2023242081A1 (en) 2022-06-14 2023-12-21 Vladimir Habek Adapter for a device for introducing a fuel necessary for operating a prime mover or heater into a receiving space in the prime mover or heater intended therefor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2635012C1 (en) Steam-gas generator
CN102980209B (en) Plasma catalysis ignition integrated nozzle
RU2644668C1 (en) Gas-steam generator
KR20100018606A (en) Combustion method of high viscosity low calorific value liquid fuel
WO2010151026A3 (en) Burner using plasma
CN101852148A (en) Oxygen/kerosene igniter using pneumatic resonance ignition technology
CN102175041B (en) Dividing wall type regenerative cooling air oxygen alcohol torch type igniter
RU2488903C1 (en) Combustion system of hydrogen in nuclear power plant cycle with temperature control of hydrogen-oxygen steam
RU2335644C1 (en) Transport gas-steam power plant
CN101858244A (en) Ignition system, gas engine and method for operating a gas engine
US4047880A (en) Fluids distributor for energized-fluid systems
KR101753347B1 (en) LOW NOx COMBUSTION SYSTEM FOR LIQUID FUEL
RU2314456C1 (en) Tubular-annular combustion chamber of gas-turbine engine
RU2315911C1 (en) Annular combustion chamber of gas-turbine engine
RU2330980C1 (en) Ramjet engine
RU2280183C1 (en) Gas-turbine engine
RU2327891C1 (en) Jet engine
RU2319031C1 (en) Gas-turbine engine
RU105947U1 (en) MIXING HEAD WITH IGNITION DEVICE
RU2314430C1 (en) Gas-turbine engine
RU2499952C2 (en) Steam generator and method to produce high-temperature water steam
RU2280184C1 (en) Gas-turbine engine
RU2318128C1 (en) Gas-turbine engine
RU2315912C1 (en) Tubular combustion chamber of gas-turbine engine
KR101474978B1 (en) Evaporator and burner using the same