CZ213099A3 - Náporový motor pro výrobu energie - Google Patents
Náporový motor pro výrobu energie Download PDFInfo
- Publication number
- CZ213099A3 CZ213099A3 CZ19992130A CZ213099A CZ213099A3 CZ 213099 A3 CZ213099 A3 CZ 213099A3 CZ 19992130 A CZ19992130 A CZ 19992130A CZ 213099 A CZ213099 A CZ 213099A CZ 213099 A3 CZ213099 A3 CZ 213099A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- thrust
- rotor
- modules
- energy
- power generating
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 69
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 53
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 53
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 46
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 37
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 23
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 12
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 12
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 9
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 7
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 15
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims 6
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims 4
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims 2
- 101100298295 Drosophila melanogaster flfl gene Proteins 0.000 claims 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims 1
- 206010018762 Grunting Diseases 0.000 claims 1
- 229920000271 Kevlar® Polymers 0.000 claims 1
- 241000233855 Orchidaceae Species 0.000 claims 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims 1
- 239000004761 kevlar Substances 0.000 claims 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 239000003570 air Substances 0.000 description 49
- 238000013461 design Methods 0.000 description 24
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 238000013022 venting Methods 0.000 description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 3
- 208000032369 Primary transmission Diseases 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000721701 Lynx Species 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002118 epoxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Náporový motor (100) pro výrobu energie, opatřený
nadzvukovými náporovými moduly (U), má částečně zakryté
vstupy náporových modulů (U). V náporových modulech (U)
je okysličováno palivo za účelemvytváření tahu pro pohánění
otočného hřídele (110). Efektivní směšování okysličovadla a
j paliva 'před vstupemdo spalovací komoty náporového modulu
f (U), stejnějako krátká doba pobytu ve spalovací komoře
j snižuje množství vytvářených oxidů dusíku.
Description
Náporový motor pro výrobu energie
Oblast techniky
Vynález se týká vysoce efektivního nového náporovými moduly poháněného rotačního motoru, a rovněž se týká způsobu vvrnhv.... ri cVo . λ . rrcsr-bpn -i ........ onorrci o q ηΓυ-πηΓ i Ί~ nh r>+. j ~ - x.v^^xx^xx^^xw^ - X^XU.^ X^XXX^ ~ motoru, přičemž dochází ke snižování množství emisí oxidů dusíku.
Zejména se vynález týká elektrárny, poháněné náporovým motorem, a konstrukcí, které jsou vytvořeny tak, aby odolaly mimořádně vysokým tahovým napětím, vznikajícím v rotačních ústrojích s distálně namontovanými náporovými moduly, pracujících při nadzvukových rychlostech. Elektrárny takovéhoto charakteru jsou obzvláště výhodné pro výrobu elektrické a mechanické energie.
Dosavadní stav techniky
Předmět tohoto vynálezu využívá náporové technologie pro výrobu energie. Základy této technologie byly položeny a jsou podrobně popsány v patentovém spise US 5 372 005 téhož přihlašovatele, který byl vydán dne 13. prosince 1994.
Určitá provedení byla rovněž popsána v americké patentové přihlášce US č. 08/480 663, podané dne 7. června 1995.
• · ♦ ·
Určitá specifická provedení byla rovněž již dříve popsána v americké patentové přihlášce US č. 60/028 311 téhož přihlašovatele, podané dne 16. prosince 1996.
Obsahy shora uvedených patentových přihlášek a uděleného patentu US jsou zde uváděny v celém svém rozsahu ve formě odkazu.
Neustále existují požadavky na jednoduché vysoce efektivní a levné tepelné elektrárny, které by mohly gnnlbhlivq wr Á Ιύ£+· 1 pvnnn ol oVt ri oVon .a mcohho ΐ olknn onorrri ύ
Je to v důsledku toho, že mnoho elektráren a/nebo závodů na výrobu mechanické energie může mít v podstatě prospěch z primární hybné síly, která poskytuje výrazné zdokonalení v porovnání s běžně prováděnými cykly při výrobě energie. To se týká zejména středně velkých elektráren o výkonu zhruba v rozsahu, od 10 do 100 MW, které jsou využívány u mnoha průmyslových uplatnění, a to včetně stacionárních jednotek pro výrobu elektrické energie, železničních lokomotiv, námořních energetických systémů a leteckých motorů.
Středně velké elektrárny jsou rovněž velmi dobře uzpůsobeny pro využívání u průmyslových a užitných příslušenství. Takováto příslušenství jsou ve zvyšující se míře využívána pro zajišťování potřeb tepelné energie, přičemž současně vyráběná elektrická energie poněkud snižuje celkové náklady.
Konstrukce takovýchto elektráren, které jsou v současné době všeobecně využívány, obsahují:
• ·
• · · • · · (a) plynové turbíny, poháněné spalováním zemního plynu, topného oleje nebo jiných paliv, které odebírají tepelnou a kinetickou energii ze spalovacích plynů, (b) parní turbíny, poháněné parou, která je vytvářena v kotlích v důsledku spalování uhlí, topného oleje, zemního plynu, pevných odpadů a jiných paliv, a (c) velkorozměrové motory s vratným pohybem pístů, které obvykle využívají dieselový cyklus a které jsou obvykle
Z veškerých běžně dostupných technologií výroby elektrické energie mají nejvyšší úroveň účinnosti dieselové spalovací motory s vratným pohybem pístů a pokrokové turbínové motory.
Co se bohužel týče motorů s vratným pohybem pistů, tak při velikostech výkonu, které jsou větší, než přibližně 1 MW, jsou rozměry jednotlivých součástí motoru nadměrně veliké, v důsledku čehož nedošlo k širokému komerčnímu využívání systémů takovýchto motorů s jedinou jednotkou ve větších rozměrech.
Plynové turbíny pracují mnohem spolehlivěji, než motory s vratným pohybem pístů, a jsou proto mnohem častěji využívány v takových elektrárnách, které mají vyšší výkony. Avšak jelikož mají plynové turbíny pouze nízkou účinnost při převádění energie paliva na elektrickou energii, jsou elektrárny, poháněné plynovou turbínou, mnohem efektivněji využívány v systémech společné výroby energie, kde může být využíváno jak elektrické energie, tak i energie tepelné.
• ·· · ·
Tímto způsobem může být nízká účinnost plynové turbíny částečně vyvážena využíváním tepelné energie za účelem zvýšení celkové cyklické účinnosti.
Systémy pro výrobu elektrické energie, poháněné parními turbínami na fosilní paliva, mají rovněž nízkou účinnost, která bývá často v rozmezí od 30 % do 40 % celkového síťového energetického výstupu vzhledem k energetické hodnotě surového paliva. Dosud jsou takové systémy všeobecně využívány jak pro užitné, tak i pro průmyslové uplatnění pro účely základních
TTT 7 e A V A 1 1 spolehlivostí takovýchto systémů.
V každém případě, zejména z hlediska snížené vládní regulace prodeje elektrické energie může být žádoucí dosáhnout podstatného snížení ceny při výrobě elektrické energie. Zejména z hlediska dlouhodobě vysokých cen paliv by bylo velice efektivní využívat pro výrobu elektrické energie takových systémů, které budou mít vyšší celkovou cyklickou účinnost, než běžně známé a využívané systémy.
Podstata vynálezu
V souladu s předmětem tohoto vynálezu byla vyvinuta zdokonalená elektrárna, založená na využívání nadzvukového náporového tahového modulu jako prvotní hybné síly pro pohon energetického hřídele. Při používání tohoto způsobu výroby elektrické energie je nadzvukový náporový tahový modul přímo nebo nepřímo spojen s elektrickým generátorem. Využíváním sekundárního uspořádání přívodu paliva může být energetický výkon náporového tahového modulu podle potřeby snížen za účelem udržování konstantní rychlosti otáčení, jak je to
9 * · 9 9 9 · · 9 · • · 999 · 9 · · · 99 9 • 9 9 9 9 9 9 999 9 999 999 · · · · » · · 9
............
nutné u synchronních zařízení na výrobu energie při minimálním výstupním zatížení.
V celém svém provozním rozmezí má elektrárna s nadzvukovým náporovým tahovým modulem mnohem vyšší účinnost v porovnání s dosud známými a využívanými elektrárnami.
Konstrukce, používané v elektrárně podle tohoto vynálezu, překonávají a odstraňují čtyři významné a závažné problémy, které bránily dřívějšímu úsilí o využití náporového modulu pro účinnou výrobo elektrické energie.
Za prvé, při špičkových rychlostech s přiměřeným Machovým číslem, při kterých pracuje zařízení podle tohoto vynálezu (s výhodou Mach 2,5 až zhruba Mach 4,0), předmětná konstrukce snižuje aerodynamický odpor. To je zaručeno jak snížením efektivní atmosférické hustoty, která vstupuje dó rotoru, tak využíváním regulace mezní vrstvy a chladicí techniky.
Tímto způsobem předmětná konstrukce snižuje zbytečné ztráty elektrárny, ke kterým dochází v důsledku odporu, který jednoduše vyplývá z otáčivého pohybu rotoru. To je z komerčního hlediska velice důležité, neboť je tak umožněno, aby bylo u elektrárny zabráněno vysokým ztrátám, které nežádoucím způsobem zbytečně spotřebovávají palivo a snižují celkovou účinnost.
Za druhé, výběr materiálů a mechanická konstrukce otáčejících se součástí odstraňuje využívání nadměrného množství a nadměrných hmotností materiálů (rozsáhlá zlepšení, týkající se konstrukce velkého množství otáčející se hmoty), φφφ φ φ · · φ · · » φ φ ··· φ · φ φ φφφφ • φ φ φ φ φ φ φφφ · φφφ φφφ ·»·»»» · φ φ přičemž poskytuje nezbytnou pevnost, zejména pevnost v tahu, která je u rotoru nezbytná za účelem zabránění vnitřních poškození rotoru v důsledku odstředivých sil, působících na rotor v důsledku mimořádně vysokých rychlostí otáčení rotoru.
Za třetí, konstrukce podle tohoto vynálezu zaručuje ______efektivní mechanické oddělování chladného vstupního paliva. a s okysličovacích plynů od vystupujících horkých spalovacích plynů, přičemž umožňuje provoz náporového modulu podél obvodové dráhy.
Za čtvrté, konstrukce podle tohoto vynálezu zaručuje vytváření efektivního filmu pro chlazení okrajových součástí rotoru, včetně okrajových segmentů, okrajových obručí a náporových tahových modulů. Tato nová konstrukce, umožňuje využívat lehkých součástí ve spalovací komoře náporového modulu a v prostředí horkých spalovacích výfukových plynů, a to včetně potenciálně hořlavých součástí z materiálu, jako je titan.
Za účelem vyřešení shora uvedených problémů byla nyní vyvinuta nová konstrukce rotoru, která překonává a odstraňuje problémy, kterými trpí dosud známá zařízení a dosud známé způsoby, které byly navrženy pro využívání náporové s technologie u stacionárních zařízení na výrobu energie. Je obzvláště důležité, že v souladu s předmětem tohoto vynálezu byl vyvinut rotor s nízkým aerodynamickým odporem, který je opatřen jedním nebo více nezakrytými, náporovými tahovými moduly, uspořádanými na distálním okraji rotoru.
Počet N obvodově, s výhodou částečně šroubovicově probíhajících obručí S, které rozdělují vstupní plynové • Φ *· ·'· «I φφ ·· • φ φ · ♦ φ * · φ φ • φ φφφ φφφφ φφφφ • φφ φφφ φ φφφ φ φφφ φφφ φφφφφφ φ φ φ proudění postupně do vstupu do prvního z jednoho nebo více náporových modulů, a poté do druhého z jednoho nebo více náporových modulů, a tak dále do N-tého z jednoho nebo více náporových modulů. Každá z obručí S má horní nebo vstupní stranu a dolní nebo výstupní stranu. Pro vyvážení rotoru a pro účely energetického výstupu je výhodné, aby počet X náporových modulů a počet N obručí bylo stejné kladné celé číslo, přičemž aby N a X byly alespoň rovny dvěma.
Výfukové plyny, vystupující z každého z jednoho nebo více - náporových 'modulů, jsou' vedeny tak, že je efektivně zabraňováno jejich „cirkulaci nakrátko, neboť jsou navraceny na vstupní stranu následujícího náporového modulu. V oblasti každé spalovací komory náporového modulu je toho efektivně dosahováno prostřednictvím obručí S, a to v důsledku přetlaku ve spalovací komoře náporového modulu.
Směrem dolů od výfukového prostoru náporového modulu až téměř před vstup do následujícího z jednoho nebo více náporových modulů je efektivně zaručeno předcházení obtoku horkých výfukových spalovacích plynů do chladné vstupní palivové vzduchové směsi, a to konstrukcí jednoho nebo více náporových tahových modulů podle tohoto vynálezu, přičemž je výhodné, že výfukové plyny z každého náporového modulu expandují přibližně na atmosférický tlak, takže obruče S pouze působí jako velký ventilátor nebo čerpadlo pro způsobování pohybu výfukových plynů při každé otáčce rotoru.
V souladu s předmětem tohoto vynálezu bylo navrženo několik provedení vysoce pevného rotoru. U jednoho výhodného provedení pak rotorový úsek obsahuje kotouč z uhlíkových vláken. U jiného výhodného provedení je opatřen ocelovou • 9 *· 9 9 ·# ·· 99
99 9 9 9 9 9 ·· 9 9 · 9 9 99 9
9 9 9 9 9 9 999 9 999 999 • 99999 9 9 9 rameny. V každém případě tahové moduly s výhodou hlavou s vysoce pevnými paprsky či jsou okrajové segmenty a náporové rozebíratelně a vyměnitelně připevněny k rotoru.
V provozní dutině rotoru panuje snížený atmosférický tlak, s výhodou o velikosti zhruba 1 psia, a to za účelem jnížení aerodynamického ==odporu rotoru.___Toto ^prostředí vakua je zajišťováno prostřednictvím využívání vakuového čerpadla za účelem vyčerpávání provozní dutiny, a prostřednictvím využívání vhodných těsnění (a) na výstupním hřídeli rotoru, kde prochází stěnou provozní dutiny, (b) na okrajových segmentech, a (cj na náporových tahových modulech.
Každý z okrajových segmentů a každý z náporových tahových modulů obsahuje komoru pro přijímání chladicího vzduchu. Každá z těchto komor má radiálně probíhající a s výhodou v podstatě rovnoběžné boční stěny, radiální blízkou stěnu a radiální distální stěnu, kterou prochází výstupní otvor chladicího plynu. Komora pro přijímání chladicího vzduchu působí jako odstředivý kompresor pro dodávku chladicího plynu do výstupních otvorů chladicího plynu. Výstup otvorů chladicího plynu je umístěn na povrchu okrajových segmentů a náporových tahových modulů.
Radiální rozměr na počátku každé jednotlivé vzduch přijímací radiální blízké stěny určuje vzdálenost, na které tato vzduchová přijímací komora pracuje při stlačování, a tím
9· ·· 41» 4'4 ·» ♦♦
44 4 4 4 4 4444 φ 444 4 44 4 4 · · · • 4 4 4 4 4 4 444 4 444 444
444444 4 · · stanovuje tlak vzduchu, dodávaného na výstup příslušné mezní vrstvy chladicího výstupního otvoru.
Na radiálním konci rotoru je připevněn jeden nebo více z alespoň jednoho náporového modulu, přičemž každý náporový modul má s výhodou nezakrytou konstrukci tahového modulu.
_M a „mrst- rs r* vz n c m i . ...i irrn oť a !? . ahv _7abi.ra.l \z Λ .Q.+· 1 apnvp1 \z
----~ v ---iLLV --J J - -- f “ J - ---- -J----- ~-----— -----J tu část vzduchového proudu, která naráží na náporový tahový modul v důsledku jeho otáčení kolem shora uvedených částí výstupního hřídele.
Před kompresí ve vstupu náporového modulu je do vzduchu přidáváno palivo. Toto palivo může být přiváděno běžným konvenčním způsobem s využitím přívodů paliva, umístěných v prštencovitém kotouči a s využitím vstřikovacích průchodů, zapojených mezi průchodem pro přívod paliva a průchodem pro přívod vzduchu. Palivo, vstřikované do přívodního vzduchového proudu, je tak velmi dobře promícháno se vstupním vzduchem ještě předtím, než vstupuje do spalovací komory náporového motoru.
Spalovací plyny, vytvářené okysličováním paliva, unikají směrem dozadu z náporové trysky a pohánějí náporový modul v tangenciálním směru kolem osy otáčení příslušných částí výstupního hřídele, takže se otáčí rotor a části výstupního hřídele. Energie, vyráběná prostřednictvím otáčení částí hřídele, může být využívána přímo v mechanické formě, nebo může být využívána pro pohánění elektrického generátoru, který poté vyrábí elektrický proud.
Provoz náporového motoru podle tohoto vynálezu může být regulován za účelem udržování synchronního provozu, to •9 99
9' 414 4 4
9Í9 9 9
« 4 · • 4 999 • 99 9
9 9 9 znamená za účelem měnění energetického výstupu z náporového modulu při udržování konstantní rychlosti otáčení hřídele.
Pokud je náporové energetické zařízení využíváno v uspořádání pro současnou výrobu energie, jsou výfukové spalovací plyny z náporového modulu odváděny do tepelného vymění ku, =kde- í sou tyt o plyny ochla zovány,. ^přičemž =souča sně ohřívají tekutinu pro přenos tepla (jako je například voda, v kterémžto případě je výsledkem tohoto postupu výroba horké vody nebo produkce páry). Tato tekutina pro přenos tepla může být využívána ‘pro běžně” výhodné tepelné účely, nebo pro mechanické účely, jako je například pohon parní turbíny. Nakonec jsou ochlazené spalovací plyny vypouštěny do okolní atmosféry.
Je zcela pochopitelné, že odborník v dané oblasti techniky může snadno provádět celou řadu variací co se týče uspořádání proudění vzduchu nebo různých opatření pro přívod paliva, pro přívod sekundárního paliva, nebo pokud se týče spouštěčů pro uvádění celého zařízení do provozu, a to aniž by došlo k úniku z rozsahu ochrany tohoto vynálezu. Dále je nutno navíc k tomu, co již bylo řečeno, ještě konstatovat, že nové energetické zařízení podle tohoto vynálezu je jednoduché, trvanlivé a poměrně výrobně nenákladné.
Ze shora uvedeného je zřejmé, že jedním z významných a prvotních úkolů předmětu tohoto vynálezu je úkol vyvinout nový náporově poháněný motor, který může být z hlediska nákladů efektivně využíván pro výrobu mechanické a elektrické energie.
9 >9 > 9 9 • 9 999
9 9
9 9
99
9 • *4 9
9 9 • 9 9
99
9 9 9 '9 ·*· 9
9 9 9
Zejména je významným úkolem předmětu tohoto vynálezu vyvinout náporově poháněné zařízení pro výrobu energie, které bude schopno odolat napětím a pnutím při vysokých rychlostech otáčení, přičemž bude schopno spolehlivě provádět způsob výroby energie s vysokou účinností.
Jiný velice důležitý, _avšak již jnnohem konkrétnější^úkol »! předmětu tohoto vynálezu spočívá ve vyvinutí shora popsaného zařízení na výrobu energie, které:
- má velice vysokou účinnost, to znamená, že vykazuje vysoké tepelné výstupy a vysoké výstupy konané práce v porovnání s tepelnou hodnotou paliva, přiváděného do zařízení na výrobu energie;
- v souvislosti s předcházejícím úkolem vykazuje nižší energetické náklady pro provozovatele energetického zařízení, a tím i pro konečného spotřebitele;
- umožňuje, že výroba energie může být prováděna jednoduchým a přímým způsobem;
'4'
- je opatřeno minimálním počtem mechanických součástí;
- nevyžaduje využíván složitých a komplexních podsystémů;
- vyžaduje mnohem méně prostorového místa, než celá řada dosud existujících energetických zařízení, využívajících známé technologie;
♦ · '* · · * 9'Λ 4 4 4» * 4 · » »ι 4 4 4 4 >. 4' 4
4 444 4 4 4 4 4 4 4 4 • ♦ · 4 4 4 4 444 4 444 444
4 4 4 4 4 · 4 4 ·· ·· ·· 44 44 44
- má velmi snadno proveditelnou konstrukci, lze snadno uvádět do provozu, má jednoduchý provoz a jednoduchou obsluhu a údržbu;
- čistě spaluje fosilní paliva;
- v souvislosti se shora uvedeným^pak _ využívání předmětného energetického zařízení má mnohem menší negativní dopady na životní prostředí, než celá řada dosud běžně využívaných energetických zařízeni; 1
- je opatřeno otáčejícími se prvky, jejichž konstrukce má minimální množství distálně umístěných hmot, přičemž je toto zařízení přesto schopno odolat vysokým napětím a pnutím při otáčení velmi vysokými špičkovými rychlostmi;
- a konečně vykazuje provoz s minimálním aerodynamickým odporem.
Jedním významným znakem předmětu tohoto vynálezu je nová vysoce pevná konstrukce rotoru. U jednoho konstrukčního řešení je proveden vysoce pevný ocelový vnitřní úsek, opatřený vysoce pevnými paprsky či rameny, které jsou na jejich distálním konci zavěšeny na otáčejícím se okraji, kde jsou rovněž integrovány nezakryté náporové tahové moduly.
Tato unikátní konstrukce umožňuje provoz zařízení při takových rychlostech otáčení, které přesahují mezní pevnostní limity celé řady běžných konvenčních materiálů, přičemž je současně zajištěno příslušné chlazení konstrukce prstence a fl · • flflfl • fl flfl fl * fl fl • ·· i • flfl flflfl fl fl náporového modulu za účelem udržování celistvosti materiálu za provozních podmínek při vysokých teplotách.
U jiné konstrukce je proveden kompozitní kotouč z epoxidové směsi s uhlíkovými vlákny, který zjednodušuje celkovou konstrukci, přičemž současně zaručuje dostatek = pevnosti,.. . ..přičemž_ ještě dále _zaj iš.tlij e_.,jnožnostm provedení konstrukce provětrávacího pozitivního chladicího systému za účelem udržování konstrukční celistvosti rotoru, jakož i konstrukční celistvosti konstrukce okraje a náporového modulu. ’ ’ ' ........
Jiným prvkem předmětu tohoto vynálezu je využití nezakryté konstrukce náporového modulu. U této konstrukce je stacionární ob.vodová stěna, která obklopuje náporový modul, provedena jako součást náporového tahového modulu. Tato unikátní konstrukce umožňuje využívání minimálního množství otáčejících se hmot při vysokých konstrukčních špičkových rychlostech, což ve svém důsledku umožňuje, aby byl rotor konstruován s využitím méně pevných materiálů a/nebo vyšší okrajovou bezpečnost vzhledem k celkovým požadavkům na pevnost v tahu pro dané provozní Machovo číslo příslušného náporového modulu.
Ještě jiným důležitým znakem předmětu tohoto vynálezu je využívání obručí za účelem oddělení vstupního vzduchového proudu do náporového modulu (přičemž v tomto vstupním vzduchovém proudu je s výhodou předem smíseno palivo se vzduchem) od proudu výfukových plynů z náporového modulu. S pomocí tohoto elegantního konstrukčního znaku je zajištěno, že výfukové plyny jsou ze stroje přímo odváděny, přičemž je možno přivádět pouze takové množství vstupního vzduchu, které
φ ·'
je nezbytné pro hoření a spalování paliva v náporových modulech.
Přehled obrázků na výkresech
Další významné úkoly, znaky a ostatní výhody předmětu tohoto vynálezu_budou pro__odborníka z /lané oblasti^ techniky zcela zřejmé z následujícího podrobného popisu a s připojených patentových nároků, přičemž popis příkladných provedení bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde: ~ ~ ,, obr. 1 znázorňuje částečný axonometrický pohled na zařízení pro výrobu energie podle tohoto vynálezu, kde je zobrazen primární rotor energetického zařízení, otáčející se ve svém plášti za účelem pohánění části výstupního hřídele, který je obvykle · s výhodou připojen k převodovému ústrojí, které je poté provozně připojeno k elektrickému generátoru;
obr. 2 znázorňuje pohled v částečném řezu na náporové zařízení pro výrobu energie podle tohoto vynálezu, kde je zobrazena otáčející se část výstupního hřídele, která je připevněna k rotoru, na němž je otočně zajištěna a dále nezakrytý náporový tahový modul, integrálně provedený spolu s rotorem. Kromě toho je zde znázorněn vstupní vzduchový kanál společně s přechodem do prstencovitého průchodu, opatřeného obvodovým úsekem stěny ve spalovací zóně; výstup výfukových plynů ze spalovací zóny je zde rovněž znázorněn, a to společně s potrubním vedením výfukových plynů. Dále jsou zde rovněž znázorněna potrubní vedení chladicího vzduchu, chladicí vody, jakož i vakuové vedení, používané pro vyčerpávání rotačního prostoru rotoru;
4 4 4 94 4 4 4 4 4
4 4*4 4 C * · · 94 4
44 * · 9 4 4449 444 444
444944 9 · «
44 44 4 · 49 44 obr. 3 znázorňuje axonometrický pohled na uhlíkový rotor s integrovanými (a) prstencem (b) nezakrytým náporovým modulem, a (c) obručí, ukazující zejména okrajový segment a obručový segment;
obr. 4 znázorňuje obvodový boční pohled na rotor, zobrazený od počáteční linie 4-4 na obvodu rotoru s okrajem rozvinutým do roviny, znázorňujícím dvojici nezakrytých náporových tahových modulů a jejich vzájemný vztah k okrajovým segmentům s integrálními obručovými segmenty;
obr. 5 znázorňuje axonometrický pohled na okrajový segment, který zahrnuje nezakrytý náporový tahový modul a příslušné integrální obručové segmenty.
obr. 6 znázorňuje pohled v řezu na rotor s uhlíkových vláken, nezakryté náporové tahové moduly a příslušnou obvodovou stěnu;
obr. 7 znázorňuje pohled v řezu na druhé provedení rotačního ústrojí podle tohoto vynálezu, zobrazující ocelový rotor, nezakryté náporové tahové moduly a příslušnou obvodovou stěnu;
obr. 8 znázorňuje axonometrický pohled na okrajový segment s integrálním obručovým segmentem, přičemž jsou zde •Φ »· φ* φφ ·· φφ • φφ · · φ φ φφφφ • φ φφφ φφφφ φφφφ φ φ φ · · · φ φφφ φ Φφφ φφφ φφφ φφφ φ φ φ φ * φφ · * φφ φ φ φφ rovněž jasně znázorněny průchody chladicího vzduchu a jejich výstupní dráhy a otvory chladicího filmu;
obr. 9 znázorňuje pohled v částečném řezu, který je veden přes část řezu podle čáry 9-9 z obr. 8, zobrazující těsný upevňovací vzájemný vztah rotorových obručí s vnitřním povrchem obvodové stěny;
obr. 10 znázorňuje pohled v částečném řezu na jedno provedení náporového tahového modulu a integrální obruče;
obr. 11 znázorňuje axonometrický pohled na náporový tahový modul a integrální obruč, které jsou zobrazeny na obr. 10;
obr. 12 znázorňuje axonometrický pohled na jedno provedení rotorového segmentu s- integrální obručí, -odhalující . detaily otvorů pro chladicí film a příslušný průtok radiální mezní vrstvy na obruči;
obr. 13 znázorňuje pohled v řezu na úsek obvodové stěnové části energetického zařízení, přičemž řez je veden podél čáry 13-13 z obr. 2 v oblasti přiléhající obruče, zobrazující prstencovité segmentové šoupátko v uzavřené poloze;
obr. 14 znázorňuje pohled v řezu na úsek obvodové stěnové části energetického zařízení, který je podobný pohledu podle obr. 13, který však nyní ukazuje prstencovité segmentové šoupátko v otevřené poloze, jak je použito pro obtékání vzduchu přes obvodovou boční stěnu v průběhu uvádění energetického zařízení do provozu;
99 99 99 99
9» 9 9 9 9 9 9 9 9
9 999 9 9 9 9 9 9 9 9
9 9 · · · · 999 9 999 999
9 9 9 9 9 9 9 9 obr. 15 znázorňuje svislý nárysný pohled na jeden rám energetického zařízení, a to v řezu, vedeném podél čáry 15-15 z obr. 2, zobrazujícím rám, výfukové průtokové kanály, obvodovou stěnu a průtokové kanály pro chladicí vzduch a pro chladicí vodu;
obr. 16 znázorňuje půdorysný pohled na kombinované cyklické energetické zařízení, které využívá nový nadzvukový náporově poháněný rotor podle tohoto vynálezu a jeho náporové tahové moduly jako primární pohon, přičemž je toto zařízení v rn žrsn -ř -í . trwn 7 τ ττ2π i l/nmb τ rt o q 1 c/ť r t p Ifph Γι rroruorhťnrn λ 4- -u ...... v j Uí- _i_ V parní turbíny (která může být rovněž využívána pro výrobu elektrické energie);
obr. 17 znázorňuje boční nárysný pohled kombinovaného cyklického zařízení, které využívá nový náporem poháněný •rotor podle tohoto vynálezu jako primární pohon, přičemž je toto zařízení znázorněno při využívání kombinace elektrického generátoru a parní turbíny; a obr. 18 znázorňuje modifikovaný pohled v částečném řezu na nové energetické zařízení podle tohoto vynálezu, kde jsou znázorněny detaily chladicího systému a prstencovitého ventilu, a rovněž měnící se poloha obručí při otáčení rotoru kolem jeho osy otáčení.
Příklady provedení vynálezu
Na vyobrazení podle obr. 1 je znázorněn v částečném řezu axonometrický pohled na novou pohonnou jednotku 100, poháněnou nadzvukovým náporovým motorem.
• · · · · ·
Hlavní součásti, znázorněné na obr. 1, zahrnují montážní sestavu 102 nadzvukového náporového motoru a převodové ústrojí 104, které jsou uspořádány na rámu 106 náporového motoru. Montážní sestava 102 nadzvukového náporového motoru je opatřena poháněným výstupním hřídelem 108, který je spojen s převodovým ústrojím 104 pro dosažení přenosu energie. Převodové ústrojí 104 je opatřeno poháněným výstupním hřídelem 110, který je spojen s elektrickým generátorem 112, přičemž se otáčí požadovanou rychlostí otáčení a pohání tento elektrický generátor 112. Energie je z elektrického yciíci α uoi- i
1 TTI T ř~> +· v-» /r s~> V·»
UllL-L instalačních trubicích 116ft, 116B a 116c.
Konstrukce nadzvukového náporového motoru, který je integrální součástí montážní sestavy 120 nadzvukového náporového motoru, je seznatelná z příslušných obrázků výkresů, a to z obr. 2, obr. -4, obr. 7, obr. 8, obr. 10, obr. 11 a obr. 18.
Přihlašovatelem byl nyní vyvinut vysoce pevný rotor 120, který je opatřen výstupními hřídelovými částmi 108 a 124. Tyto výstupní hřídelové části se otáčejí ve vstupním ložiskovém ústrojí 126 a ve výstupním ložiskovém ústrojí 128, kterážto ložisková ústrojí 126 a 128 jsou uložena v příslušných rámech 130 a 132.
Na vyobrazeních podle obr. 2, obr. 7, obr. 8, obr. 10 a obr. 11 je znázorněno jedno provedení vysoce pevného rotoru 120 (nebo jeho součástí), které dokresluje konstrukci rotoru s využitím monolitické rotorové hlavy 134 (s výhodou vyrobené z vysoce pevné oceli), ke které jsou připevněny radiálně směřující paprsky 136 a provětrávací prstencové
segmenty 138, nebo alternativně provětrávací nekryté náporové segmenty 142, jak je znázorněno na obr. 11 a na obr. 18.
Pro účely zjednodušení konstrukce se doporučuje použít připojovacího pianového kloubového závěsu, jak je znázorněno na obr. 2 a na obr. 8, a to jednak pro do sebe zapadající klouby 144 mezi monolitickou rotorovou hlavou 134 a radiálně směřujícími paprsky 136, a jednak pro do sebe zapadající klouby 146, uspořádané mezi radiálně směřujícími paprsky 136 a každým náporovým segmentem.
Jak je znázorněno na obr. 8, tak spojovací klouby 148 mezi radiálně směřujícími paprsky 136 a provětrávacími prstencovými segmenty 138 jsou tvořeny kloubovými a doplňkovými
S segmenty 150 na paprscích 136 kloubovými výhodou je segmenty 152 na prstencových segmentech 138 využito čepu 154 pro vložení do těsného svěrného vztahu do otvoru 156, který je vymezen stěnou 158 v provětrávacím prstencovém segmentu 138, a do odpovídajícího otvoru 160, vymezeného stěnou 162 v radiálně směřujícím paprsku 136. Obdobných součástí je využito pro konstrukci kloubového spoje 146 mezi paprsky 136 a náporovými segmenty 142.
Každý z prstencových segmentů 138 nebo z náporových tahových modulů U, jako je modul 142, je uvolnitelně připevněn jako část vysoce pevného rotoru 120, takže prstencové segmenty 138 a náporové tahové moduly U mohou být snadno vyměněny.
Na vyobrazení podle obr. 3, obr. 5, obr. 6 a obr. 12 je znázorněna obdobně fungující konstrukce, kde je využito pro rotor 120' materiálů z uhlíkových vláken. Do rotoru 120 je • 9 · 9 · · 9 9 9 · • 9 · 9 9 · · · 9 99 9 •9 999 9 999 9 999 999 • • 9 9 9 · · · vyříznuta série připevňovacích poutek AT vytvořených ve tvaru písmene T. Tato připevňovací poutka AT jsou posunuta dolů mezi výplňové plechy YT ve tvaru písmene Y, které se rozprostírají směrem dovnitř od každého z provětrávacích prstencových segmentů 138 nebo náporových tahových modulů U.
Jak jeznázorněno na vyobrazení podle obr. 4, je obvod rotoru 120 vytvořen z většího počtu okrajových segmentů 138 a z jednoho nebo z více náporů U jako je nápor 142. Významné je, že je zde rovněž celá řada obvodově ležících obručí Sx az Sn. Kazda z těchto obručí Sx až Sn má určitý počet obručovitých segmentů, přičemž je každý obručovitý segment integrálně vytvořen spolu s okrajovým segmentem 138 nebo s náporovým segmentem 142.
Každý z obručovitých segmentů může být definován jeho okrajovou dvojicí, jak lze seznat z vyobrazení na obr. 4, a to počínaje od Sx (IN - I) na vstupu IN pro smísený plyn 170, poté na Sx (I - H) , poté do Sx (H - G) , a tak dále až do Sx (A - EX) , což končí ve výstupním výfukovém bodě EX článkové obruče pro spalované plyny 172.
Obdobně pak obručovité segmenty pro obruč Í32 začínají od Si (IN - R) na vstupu IN, poté pokračují do S2 (R - Q), a tak dále podobným způsobem. Obruče Sx až SN přepažují vstupní plyny 170 (které jsou s výhodou smíseny, takže představují jak palivo, tak i okysličovadlo), takže smísené plyny 170 proudí k náporovému vstupnímu hrdlu 17 4. K tomuto procesu dochází u prvního (Ux) z jednoho nebo více nezakrytých náporů U a poté u druhého (U2) z jednoho nebo více nezakrytých náporů U a tak dále až do X-tého (Ux) z jednoho nebo více nezakrytých náporů, které jsou namontovány pro účely otáčení na distálním okraji rotoru 120. Pro účely vyvážení rotoru 120 je výhodné, aby počet X náporů U a počet N obručí S činil stejné kladné celé číslo, přičemž N a X by mělo být alespoň rovno dvěma.
Obruče Si až SN umožňují přivádět smíseně plyny do každého^ náporuUx bez výrazného obtoku vstupujících smíšených plynů do výfukových spálených plynů 176. Výfukové spálené plyny 176, vystupující z každého z jednoho nebo více náporů U jsou rovněž s výhodou omezovány prostřednictvím uspořádání obručí S, čímž je zabraňováno„krátkému obíhání, a tak je v podstatě zabraňováno návratu výfukových spálených plynů 176 z výfukové strany SEx na vstupní stranu ST na vstupní stranu následujících náporů.
Tento obručovitý znak může být lépe vyhodnocen, uvážíme-li, že· rotor rotačního ústrojí 120 (v jeho příslušných částech, jak je vidět z rozličných obrázků výkresů), který se otáčí v těsné blízkosti (a) k pevnému prstencovitě tvarovanému vnitřnímu plášti 198 s vnitřním povrchem 200 stěny, a (b) ke s výhodou pevné prstencovitě tvarované obvodové stěně 202, která má vnitřní obvodový povrch 204 stěny 202.
Obruče S mají výšku HH, která se rozprostírá až k vrcholovému konci ST, který je určen pro otáčení v těsné blízkosti k vnitřnímu obvodovému povrchu 204 stěny 202. Jak je možno vidět na vyobrazeních podle obr. 9 a podle obr. 18, tak opotřebitelný prstenec 206 z měkkého těsnicího kovu je uspořádán jako vložka do pevné obvodové stěny 202 za účelem poskytování těsné spojovací opěry pro vrcholový konec ST • · φ · ·Φ ·· φ φ φ · • · φ · · φ · φ φ · φ • φ φφφ φ φφ φ φ φφ φ • φ φ φφφ φ φφφ φ φφφ φφφ obruče S s opotřebitelným prstencem 206, který je uspořádán ve vnitřním obvodovém povrchu 204 stěny 202.
Konstrukce a funkce náporu nebo náporů U podle tohoto vynálezu je rovněž unikátní. Náporové tahové moduly U, jaké je možno vidět na obr. 5 a na obr. 11, jsou provedeny v nekrytém uspořádání, _to_ znamená, že konstrukce, znázorněné na obr. 5 a na obr. 11 obsahují nezbytné prvky pro stlačování vstupujícího vzduchu, s výjimkou omezovači konstrukce, proti které dochází ke kompresi a k expanzi. U tohoto unikátního StiOjc jc OíncZGVaCl konstiukCč ’ ílSpOr αόαΓϊα. piuS t Γ cdníCt viiLt vnitřního obvodového povrchu 204 stěny 202.
Skutečná kompresní oblast a náporová konstrukce je vidět na obr. 5 a na obr. 11.. Vstupující smísený plyn 17 0 je stlačován prostřednictvím náporové vstupní konstrukce 210 mezi náporovou stranou RJ vstupní části S2 (IN - Rj a náporovou stranou RJ vstupní části Si (A - EX) . Následně je proveden přechodový úsek 212 za účelem stabilizace běžných rázových procesů, které jsou následovány snížením do spalovací komory 216 na stabilizátoru 214 plamene.
Poté dochází ve spalovací komoře 216 ke spalování, přičemž je vytvářen tlak až o velikosti zhruba 180 liber na čtvereční palec (nebo jiný vhodný tlak, který závisí na konstrukci, zvolené pro tuto kritickou oblast) v důsledku nárůstu množství spalovacích plynů proti geometrickému hrdlu 218, které vzrůstá až do škrticího bodu 220. Po opuštění škrticího bodu 220 ve výtokové trysce 222 pak spalovací plyny expandují na tlak, blízký atmosférickému tlaku, a ochlazují se běžně na teplotu zhruba 1 100° F nebo na podobnou hodnotu.
• Φ φ · · · φ · · φ φ • · φ · φ · φφ φ φ φφ φ • · · φ · φ φ φφφ φ φφφ φφφ ··♦··· · φ φ
S výhodou šroubovicovité obruče Si a S2 jsou tenkostěnné s osovou šířkou u kořene o velikosti zhruba 0,15 palce, a s šířkou u špičky o velikosti zhruba 0,10 palce. S pomocí znázorněné konstrukce je zřejmé, že únik spalovacích plynů bude minimální a bude v podstatě omezen pouze na oblast spalovací komory 216.
h Na vyobrazeních podle obr. 2 a podle obr. 18 je znázorněna celková konstrukce prvotřídního poháněcího ústrojí elektrárny. Náporové moduly Ui a U2 jsou vhodné pro
O V1 WC 1 ί 3 ΤΊ Ί ΤΊ2 Ί Ί WC ΐΓΐ? Ι/h ΟΤΩ Ί Q rnorířcil· Τ 7 Ί *7
-U -X. s-zs-z ν V «»«. t J UX i. X U'-. X. V CA CA 1 1 \-Z hlavního palivového zásobníku (na vyobrazeních neznázorněno) k tlakovému regulátoru 230 přívodu paliva (viz obr. 1), poté do palivového přívodního rozvodného potrubí 232 a do vstupního vzduchového proudu 234 prostřednictvím injektorů 236 za účelem vytváření vstupního proudu 170 smíšeného plynu a vzduchu.
Vstupní vzduchový proud 234 je s výhodou přiváděn přes prstencovitý přívodní plášť SH, vymezený vnitřními stěnami IH a vnějšími stěnami OH, a to prostřednictvím ventilátorů F, poháněných motorem FM, nebo prostřednictvím jiných vhodných prostředků pro přívod spalovacího vzduchu ze vstupního vzduchového přetlakového zařízení IAP. Injektory 236 jsou s š výhodou umístěny v dostatečné vzdálenosti nad náporovými moduly U za účelem umožnění dostatečného míšení paliva.
Smíšený plynný proud 170 je přiváděn do náporových modulů U, které využívají kyslík zé vstupního vzduchového proudu 234 (z přívodu okolního vzduchu přímo na místě) jako okysličovací zdroj. Náporové moduly U jsou na vnější distální vzdálenosti od rotoru 120 (nebo uhlíkového typu rotoru 120') • · » · % · · · · · « • fc φ ·· · · · · · · φ φ • · · · · · · ··· · ·*· ··· ······ φ · φ uspořádány tak, že hnací účinek náporových modulů U je využíván k otáčení rotoru 120 nebo 120' včetně (s výhodou přímo poháněného výstupního hřídele 108.
Rotor 120 je otočně zajištěn ve své provozní poloze prostřednictvím pevné nosné konstrukce nebo rámů 130 a 132, a to způsobem, vhodným pro provoz rotoru 120 při mimořádně vysokých rychlostech, jako jsou například rychlosti otáčení v rozmezí od 10 000 do 20 000 otáček za minutu nebo i vyšší. Z tohoto hlediska musí ložiskové ústrojí 126 na vstupní straně a ložiskové ustrojí 128 na výstupní straně nebo jejich vhodné variace zajistit dostatečnou nosnou opěru pro vysoké rychlosti otáčení a pro vysoké zatížení, a to s minimálním třením, a rovněž musí zajistit řádné utěsnění provozní dutiny 250, aby bylo možno dosáhnout podtlakového prostředí, v němž panuje provozní tlak o velikosti zhruba 1 psia.
Podrobné ložiskové a mazací systémy je možno zajistit jakýmikoliv konvenčními prostředky, které jsou známy pro odborníka z oblasti strojírenství a zejména z oblasti vysokorychlostního otáčení, takže je zde není nutno dále podrobněji rozebírat.
Provozní dutina 250 je vytvořena mezi vnitřním obvodovým povrchem 204 stěny 202 a vnitřkem 254 rámu 130 a vnitřkem 256 rámu 132. Tato provozní dutina 250 je v průběhu běžného provozu vyčerpána na tlak zhruba 1 psia. Jak je možno vidět na vyobrazení podle obr. 18, je na vstupní straně uspořádáno vnější těsnění 260 labyrintového typu, zatímco další těsnění 2 62 labyrintového typu je uspořádáno na výstupní straně náporového tahového modulu U. Tato těsnění • · ftft ft » · '· ftft ftft •ftft ftft·· ftftftft • ftftftft ft ftft · ft ftft ft • ftft ftftft ft ftftft · ftftft ftftft • ftftft·· ft ft · brání „prosakování dovnitř” směrem do vyčerpané provozní dutiny 250.
Pro účely chlazení okrajových segmentů 138 a náporových tahových modulů Ui a U2 je zajištěn přívod stlačeného vzduchu přes vzduchová potrubí 27 0A a 270B. Je výhodné přivádět vzduch při tlaku zhruba 250 psia a při teplotě^ zhruba= 80°_ F do komor 272A a 272B a ponechat jej expandovat přes pórovité kovové clony 27 4A a 274B na tlak zhruba 13,5 psia a na teplotu zhruba -150° F (minus 150° F) před jeho vstupem do íciPior 27 6A a 27 6B. Z těchto dis L-rijoucnicn komor 276A a 27 6B je ochlazený vzduch vstřikován do každé z ventilačních komor VC příslušného okrajového segmentu 136 nebo náporového tahového modulu U, jako je tahový modul 142. Pronikání chladného vzduchu z distribučních komor 27 6A a 276B do provozní dutiny 250 je podstatně zabráněno prostřednictvím těsnění 280 a 282 labyrintového typu. ... ..
Podtlak či vakuum v provozní dutině 250 je udržován prostřednictvím čerpadla (na vyobrazeních neznázorněno),
| které působí na vstupních otvorech 290 a 292 do | podtlakových | |
| potrubí 294 a | 296. | |
| Výhodné | provedení žádoucí konstrukce | rotoru je |
| znázorněno na | vyobrazeních podle obr. 3, obr. | 5, obr. 6 a |
| obr. 12. Zde | je uspořádán vysoce pevný rotor 120' z |
uhlíkatých vláken. Tento rotor 120 má vysoce pevnou vnitřní část ve směru k ose a výstupní hřídel 108', který je připevněn k této vnitřní části a který se otáčí spolu s ní.
Jak je znázorněno zejména na vyobrazeních podle obr. 4, obr. 5, obr. 8, obr. 11 a obr. 12, je výhodné využívat • Φ φφ φφ φφ • φ φ φ φ φ φ • φ φ ·Φ φ φφ · • ·φ φφφ φ φφ* • · φ φ * · φ ·· φφ φφ φφ φφ φφ φ φ φ • φ φ odvětratelné a filmem chlazené povrchy, a to rovněž i ve spalovací komoře 216 náporového modulu U. Chladicí vzduch, zejména stlačený vzduch, je přiváděn do ventilační komory, jako je například ventilační komora VC v každé části náporového modulu U. Tyto ventilační komory VC působí jako odstředivý kompresor, přičemž je stlačený chladicí vzduch odesílán směrem ven přes výstupy 300 průchodových otvorů 302 chladicího vzduchu CA.
Průchodové otvory 302 chladicího vzduchu jsou s výhodou rysokou hustotou, přičemž přesné parametry závisí na charakteristikách jednotlivé příslušné konstrukce, které zahrnují rychlost (Machovo číslo), kapacitu a další faktory. Tímto způsobem jsou provětrávací okrajové segmenty 138 a provětrávací nekryté náporové segmenty 142 zásobovány chladicím vzduchem, který proudí přes chladitelnou stěnu 304, umístěnou mezi ventilačními komorami VC, která je opatřena vnitřním chladným povrchem CS a horkým povrchem HS, umístěným na radiálně distální straně okrajových segmentů 138 a náporových segmentů 142.
V důsledku vířivého působení článkových obručí je chladicí vzduch CA, vystupující z výstupů 300 průchodových otvorů 302 s výhodou zaměřen podél horkého povrchu HSS obručí pro účely jeho chlazení. Je třeba si povšimnout, že na obr. 8 jsou šipky směru proudění chladicího vzduchu CA přehnané za účelem schematického znázornění proudění chladicího vzduchu směrem ven přes výstupy 300 průchodových otvorů 302. Ve skutečné praxi se chladicí vzduch CA setkává s vysokorychlostním proudem výfukových spálených plynů 176, přičemž je vytvářen velmi tenký avšak vysoce účinný chladicí film.
• 4 44 44 49 44 44
4'4 4444 4444 • 4 444 4 4* 4 4 44 4 * 4 · 4 4' 4 4 ··· 4 494 ··· •44444 9 4 «
Je pochopitelné, že jedna strana každé obruče s je především ve styku s ochlazeným smíšeným vstupním plynem a vzduchem 170. Tento způsob chlazení prostřednictvím filmu je velice významný, neboť umožňuje využívání takových materiálů, jako je titan, a to zejména pro spalovací prostředí. Tímto způsobem je zabráněno tomu, aby vysoké teploty, vznikající v důsledku spalování, mohly poškozovat spalovací komoru a ostatní části, vystavené ohřívání v důsledku působení horkých výfukových plynů.
VQCÍel CW jG pxx Vadcfia. Ó.O VficjSlCh uhldlU.CJ.CIl komor CCO pro účely ochlazování obvodové stěny 202 a jejího povrchu 204, a dále do vnitřních chladicích komor CCI pro účely ochlazování pláště 198 a jeho povrchu 200.
Klíčovým prvkem předmětné elektrárny je rotor 120. Tento -rotor - 120 se rychle otáčí kolem své osy otáčení v důsledku náporu od náporových modulů U. Dva konstrukční parametry tohoto rotoru 120 jsou mimořádně významné. Za prvé musí být rotor zkonstruován z materiálu, které jsou schopny odolat mimořádně vysokým odstředivým zatížením, ke kterým dochází při otáčení rotoru, takže náporový modul může pracovat v oblasti Machova čísla 3,5, to znamená, že rotor musí být schopen odolat mimořádně vysokým tahovým napětím. Za druhé je při takových rychlostech velmi důležité snížit celkový aerodynamický odpor předmětného rotoru.
Pozornost bude nyní třeba zaměřit na vyobrazení podle obr. 16 a podle obr. 17, kde je znázorněna elektrárna podle tohoto vynálezu ve spojitosti s nezbytným vybavením pro výrobu energie.
Φ φ φ φφφ > · · « »Φ ·Φ φ φ φφ ► φφ 1
I φ Φ « • φφ Φ·4
Φ ί
ΦΦ ΦΦ
Část hřídele 108 působí běžným konvenčním způsobem pro přenášení mechanické energie do primárního převodového ústrojí 104. V tomto převodovém ústrojí je snižována rychlost mezi hřídelem 108 a hřídelem 111 na dostatečně nízkou hodnotu za účelem uchování schopností požadovaného uplatnění.
Na vyobrazeních podle obr. 1, obr. 16 a obr. __ 17 je primární převodové ústrojí spojeno prostřednictvím hřídele 111 s primárním elektrickým generátorem 112, který je určen pro výrobu elektrické energie, určené k přenášení do energetické sítě nebo pro jiné energetické využití. Je však pochopitelné, že hřídel 111 může být použit přímo pro konání požadované mechanické práce.
Pro nastartování zařízení elektrárny je zde uspořádán startovací motor 400, který je připojen k převodovému ústrojí 104 ·. Tento startovací motor 400 je určen k tomu, aby otáčel rotorem 120 za účelem uvedení náporových tahových modulů U až na vhodnou tangenciální obvodovou rychlost pro účely umožnění startu těchto náporových modulů U. Pokud náporové moduly U již běží, je startovací motor 400 vypnut.
Startování, stejně jako modulace náporových modulů U jsou prováděny s pomocí sekundárního paliva 500, přiváděného přes palivové potrubí 502 do injektorů 504. Toto palivo je zapáleno plazmovým hořákem nebo jiným vhodným zapalovacím zařízením, s výhodou ve tvaru profilu křídla ve vstupním vzduchovém proudu za účelem jeho přívodu do náporového modulu U. Jakmile je tento sekundární přívod paliva nastartován na stabilizátoru 214 plamene náporového modulu, je potom palivo FF přiváděno přes injektory 236.
9 • 9 • 9 999 9 99 9
9 · 9 » 9. 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9
99 99 99 • · 9 •99 ···
9 • 9 99
Jak je vidět z vyobrazení podle obr. 13, obr. 14 a obr. 18, je kolem okraje obvodové stěny 200 uspořádána celá řada prstencovítých uzavíracích šoupátek s proměnnou polohou. Pro startování je prstencovité uzavírací šoupátko 600 otevřeno ve směru směrové šipky 602, jak je znázorněno na obr. 14, a vytváří mezeru 603, takže část přicházejícího vzduchu, který je stlačován proti povrchu 200 stěny, může unikat směrem ven ve směru šipek 604 a 606 úniku obtokového vzduchu.
Stejnoměrný částečně zakrytý náporový modul 162 umožňuje tento únik obtokového vzduchu 604 a 606. Jakmile náporový modul U „pohltil příslušný ráz, pak mohou být prstencová uzavírací šoupátka 600 uzavřena prostřednictvím spouštěče 610, jak je znázorněno na obr. 13. Zde je znázorněn hydraulický spouštěč 610 s hřídelem 612, uspořádaným prostřednictvím konzoly 614A. Je však možno použít i jakéhokoliv jiného vhodného mechanického, elektrického nebo hydraulického spouštěče, který je využitelný pro daný účel..
Na vyobrazeních podle obr. 16 a podle obr. 17 je znázorněno využívání horkých výfukových spálených plynů z náporového modulu U v kombinovaném cyklickém systému. Jak je zde znázorněno jsou horké výfukové plyny vhodně shromažďovány prostřednictvím kanálu EXP výfukových plynů. Tento kanál EXP výfukových plynů směřuje k tepelnému rekooperačnímu parnímu generátoru HSRG, kde je vyráběna pára pro pohánění parní turbíny ST, a ohřívá kondenzát, vracející se z parního kondenzátoru SC prostřednictvím čerpadla CP kondenzátu. Jde o běžně užívanou konstrukci, kde je pracovním médiem voda.
4’ » * » 4 4
444 4
Ačkoliv lze vodu velmi jednoduše ohřívat za účelem výroby vysokotlaké páry, kterou je poté možno využívat pro pohon parní turbíny, může být rovněž využívána pro dodávku tepelné energie pro další uplatnění. Jak je zde rovněž znázorněno, může být parní turbína ST využívána ke konání práce na hřídeli pro využití v elektrickém generátoru 112 nebo ve střídavém elektrickém generátoru, a to_obvykle přes převodové ústrojí 104 z . Alternativně může být parní turbína využívána ke konání práce na hřídeli pro jiné vhodné účely.
i , 4 „z, „4-,,,^ Λι,4-ν.4~~,. .
uciiAUó iiapvj.uv_y can výntcúujc ucihuvy vyouup c JCAtiaiiiy z je tah z náporového modulu velmi významným ukazatelem podstaty pro celkové výstupní úrovně elektrárny. Hladina náporového tahu a hladina celkového výstupu elektrárny se zvyšuje v přímé úměrnosti s hmotou, přivedenou a zpracovanou v náporovém modulu. Takže zdvojnásobení vstupní plochy a přiváděné hmoty- má za výsledek zdvojnásobení vytvářeného tahu, což vede dále ke zdvojnásobení energetického výstupu celého systému.
A nakonec přestože je využíváno velmi vysokých spalovacích teplot, umožňuje konstrukce podle tohoto vynálezu vypouštět mimořádně nízké množství oxidů dusíku. Toho je dosaženo v důsledku krátkého času, po který pobývá palivo při vysokých spalovacích teplotách, a rovněž v důsledku toho, že je toto palivo mimořádně dobře namícháno. Tato interakční směšovací technika rázové mezní vrstvy je unikátním přístupem pro dosažení podmínek téměř perfektního předmíchání a pro dosažení nízkých emisí oxidů dusíku. Emise oxidů dusíku jsou tak omezeny prostřednictvím omezení velikosti vysoce nerovnovážných zón volných radikálů ve spalovací komoře. Bylo zjištěno, že emise oxidů dusíku jsou nižší, než pět ppm, ·· -** ·* ·* ·· 0· » · · ··· · ··»· » · ··· · · · · · · · · » · · 4 « · · ··· · ·«· ·«· »···«« · · 4
99 99 99 99 nebo El je nižší, než 0,5 g oxidu dusičitého na kilogram paliva.
Způsob a zařízení pro vyrábění mechanické, elektrické a tepelné energie, tak jak byly shora popsány, představují revoluční kompaktní snadno zkonstruovatelnou a nenákladnou elektrárnu. Výstup z této elektrárny může být využíván ve spojitosti s existujícími systémy dodávek energie, přičemž představuje významnou volbu pro snížení vypouštěného množství emisí do vzduchu v důsledku spalování čistě hořících paliv. Kromě toho v důsledku dané účinnosti bude nutno spotřebovávat daleko menší množství paliva na jednotku vyrobené elektrické, mechanické nebo tepelné energie.
Je zcela zřejmé, že shora uvedených úkolů, a to včetně úkolů, vyplývajících z tohoto popisu, bylo efektivně dosaženo, a přestože mohou být prováděny určité změny při konstrukci zařízení pro výrobu energie a při provádění shora popsaného způsobu výroby energie při současném dosahování žádoucích výsledků v souladu s principy, které zde byly obecně uvedeny, je nutno konstatovat, že předmět tohoto vynálezu může být ztělesněn i jinými specifickými formami, aniž by došlo k úniku z dané myšlenky nebo z jejích podstatných charakteristik.
Přestože bylo například popsáno příkladné konstrukční provedení pro uspořádání přívodu paliva, je možno využít i mnoha dalších provedení, která jsou proveditelná pro dosažení výsledků v souladu s principy daného zařízení a v souladu s využitím shora popsaného způsobu.
• ·
Veškeré znaky, popsané v tomto popise (a to včetně všech přiložených patentových nároků, výkresů a anotace) a/nebo jakékoliv kroky shora popsaného způsobu nebo procesu mohou být kombinovány v jakýchkoliv kombinacích, vyjma takových kombinací, kdy alespoň některé ze znaků a/nebo z kroků jsou vzájemně výlučné.
Každý znak, popsaný v tomto popise (a to včetně všech přiložených patentových nároků, výkresů a anotace), může být nahrazen alternativními znaky, sloužícími témuž nebo nhdnhnpmn pokud nonl_ výslovně stnnovono ji nuk.
pokud není výslovně stanoveno jinak, je každý popisovaný znak pouze jedním příkladem generické série ekvivalentních nebo podobných znaků.
Takže je nutno mít na zřeteli, že shora uvedený popis příkladných provedení předmětu tohoto vynálezu zde byl podán pouze pro ilustrativní účely a pro pochopení podstaty předmětu tohoto vynálezu, přičemž není určen k tomu, aby byl jakkoliv rozšiřující nebo omezující, nebo aby jakkoliv omezoval předmět tohoto vynálezu pouze na přesnou formu tak, jak byla popsána.
Naopak je snahou pokrýt veškeré modifikace, ekvivalenty a alternativy, spadající do rámce myšlenky a do rozsahu vynálezu, jak je vyjádřen v přiložených patentových nárocích. Tyto patentové nároky jako takové jsou určeny k tomu, aby pokryly veškeré shora popisované konstrukce a způsoby, a nikoli pouze ekvivalenty nebo jejich konstrukční ekvivalenty, avšak rovněž ekvivalentní konstrukce a způsoby.
Φφφ
Takže rozsah vynálezu, tak jak je vymezen v přiložených patentových nárocích, je určen k tomu, aby zahrnoval veškeré varianty provedení, přestože byly nicméně popsány v širším smyslu a v rozmezí možností jazyka patentových nároků, nebo jejich příslušné ekvivalenty.
Claims (36)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení pro výrobu energie vyznačující se tím, že uvedené zařízení obsahuj e:(a.)_v s t up ™p r o^p ř í v o d= spa 1 o v a c í ho.ry.z du chu, (b) palivový vstup pro přivádění okyslicovatelného paliva, (c) rotor, který má středovou osu, a který je přizpůsoben provádět otočný pohyb kolem této osy, přičemž se uvedený rotor rozprostírá radiálně směrem ven od uvedené středové osy k vnější povrchové části, mající vnější okraj, (d) obvodovou stěnu, přičemž tato obvodová stěna (i) je umístěna radiálně směrem ven od uvedené středové osy, (ii) je umístěna velmi mírně radiálně směrem ven od uvedeného vnějšího okraje uvedeného rotoru, a (iii) má vnitřní povrchovou část, (e) jeden nebo více náporových modulů, přičemž jeden nebo více náporových modulů obsahuje (i) rotační část, umístěnou na uvedeném vnějším okraji uvedeného rotoru, a
(ii) obvodovou stěnovou část, (f) uvedená rotační část a uvedená obvodová stěnová část uvedeného j ednoho nebo více náporových modulů spolupracují za účelem stlačování mezi nimi části uvedeného spalovacího vzduchu, (g) jednu nebo více obručí, přičemž každá z uvedené jedné nebo více obručí přiléhá k uvedenému jednomu nebo více náporových modulů, přičemž alespoň část z každé z uvedených jedné nebo více obruči se rozprostírá směrem ven od alespoň části z uvedené vnější povrchové části uvedeného rotoru do bodu, přiléhajícího k uvedené vnitřní povrchové části uvedené obvodové stěny, (h) přičemž uvedená jedna nebo více obručí efektivně rozděluje uvedený přiváděný spalovací vzduch z uvedených výfukových plynů jak uvedený jeden nebo více náporových modulů stlačuje vzduch a okysličuje uvedené přiváděné palivo a vytváří výfukové plyny, čím vyvíjí tah za účelem vytváření rotačního pohybu uvedeného rotoru kolem uvedené osy otáčení. - 2. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 vyznačující se tím, že každá z uvedených jedné nebo více obručí obsahuje šroubovicovou konstrukci, rozprostírající se v podstatě radiálně od uvedené vnější povrchové části uvedeného rotoru.
- 3. Zařízení pro výrobu vyznačující se tím energie podle nároku 2 že počet uvedené jedné fl · · · fl · · fl • · flflfl fl flflfl • fl fl • fl· flflfl nebo více šroubovicových obručí je N, počet uvedeného jednoho nebo více náporových modulů je X, přičemž N a X jsou stejné.
- 4. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 vyznačující se tím, že uvedená vnitřní povrchová část uvedené obvodové stěny dále obsahuje .opotřebovatelné prstencovité těsnění, přičemž je toto _ _ opotřebovatelné prstencovité těsnění uzpůsobeno k efektivnímu utěsnění mezilehlých ploch mezi každou z uvedené jedné nebo více obručí a uvedenou vnitřní povrchovou částí uvedené obvodové stěny.
- 5. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 vyznačující se tím, že uvedená vnější povrchová část uvedeného rotoru obsahuje větší množství okrajových segmentů.
- 6. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 5 vyznačující se tím, že alespoň jeden z uvedených okrajových segmentů je odnímatelně připevněn k uvedenému rotoru.
- 7. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že každý z uvedených jednoho nebo více náporových modulů dále obsahuje částečně nezakrytou výstupní trysku, přičemž každý z uvedených jednoho nebo více náporových modulů využívá alespoň část z uvedené vnitřní povrchové části uvedené obvodové stěny pro dekompresi unikajících spalovacích plynů.
- 8. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 vyznačující se tím, že uvedená vnější k ·<• · • * povrchová část uvedeného rotoru dále obsahuje alespoň jednu chladitelnou stěnu, přičemž uvedená chladitelná stěna obsahuje:(a) vnitřní chladný povrch stěny,.... (b )i__vně.j.š.í_horký. -po.vr ch— s t ěn y, _ (c) větší množství chladicích průchodů, majících výstupy na uvedeném vnějším horkém povrchu stěny, přičemž uvedené chladicí průchody vytvářejí tekutinové kanálky mezi uvedeným chladným povrchem stěny a uvedeným horkým povrchem stěny a jsou uzpůsobeny pro průchod chladicího vzduchu, přiváděného na uvedený vnitřní chladný povrch stěny, takže uvedený chladicí vzduch vystupuje z uvedených výstupů za účelem vytváření tenkého filmu chladicího vzduchů na uvedené vnější povrchově části uvedeného rotoru.
- 9. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 5 vyznačující se tím, že každý z uvedených okrajových segmentů dále obsahuje přijímací komoru chladicího vzduchu, přičemž každá z uvedených přijímacích komor chladicího vzduchu efektivně obsahuje chladicí vzduch za účelem jeho vypuzování.
- 10. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 vyznačující se tím, že dále obsahuje:(a) vzduchový vyprazdňovací průchod, přičemž je uvedený vzduchový vyprazdňovací průchod propojen s uvedeným vzduchovým vstupem a s výstupním vyprazdňovacím « · ( • · » · · φ ·· · ··φ vzduchovým místem, pncemz uvedený vzduchový vyprazdňovací průchod je uspořádán tak, aby umožnil startování uvedeného jednoho nebo více náporových modulů, přičemž uvedený vzduchový vyprazdňovací průchod je vymezen průchozí stěnovou částí v uvedené obvodové stěně, (b) jeden nebo více přemístitelných ventilů, přičemž je uvedený jeden nebo více přemístitelných ventilů přemístitelný mezi (i) uzavřenou polohou, přičemž uvedený jeden nebo více přemístitelných ventilů vytváří těsnění v uvedené průchozí stěnové části uvedené obvodové stěny, v důsledku čehož v podstatě žádný vstupní vzduch neuniká do uvedené výstupní vyprazdňovací vzduchové oblasti, a (ii) otevřenou polohou, přičemž uvedený ventil umožňuje tekutinové propojení mezi uvedeným vzduchovým vstupem a uvedenou vzduchovou vyprazdňovací oblastí prostřednictvím uvedené průchozí stěnové části uvedené obvodové stěny, což umožňuje, že alespoň část uvedeného vstupního vzduchu může unikat přes uvedené vzduchový vyprazdňovací průchod, jednoho nebo více vyprazdňovat část (c) přičemž náporových každý z uvedeného modulů je schopen stlačeného vstupního vzduchu přes uvedený vzduchový vyprazdňovací průchod za účelem provedení spalovacího startu.ϊ j · · * ·' · · · · · ? »··» · · · « · >«2 · · * · · · ··· · »·· ♦ ·» ··*·»» · · · ·· ·» ·· ·· «· «·
- 11. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 10 vyznačující se tím, že uvedený přemístitelný ventil obsahuje prstencovité uzavírací šoupátko, přičemž je uvedené prstencovité uzavírací šoupátko operativně umístěno podél alespoň části uvedené obvodové stěny, a přičemž uvedené prstencovité uzavírací šoupátko je .nmistěno-^radi ál ně____smp.rp.ni_vp.n___a__ťŘsnÁ_při 1 Ahá—.V—tureHonfonii.jednomu nebo více náporovým modulům, když se každý z uvedeného jednoho nebo více náporových modulů otáčí.
- 12. Zařízení pro výrobu energie vyznačující se tím, že obsahuje:(a) nosnou konstrukci, přičemž uvedená nosná konstrukce obsahuje (ij obvodový plášť s vnitřním bočním orchem, (ii) přívodní potrubí okysličovadla, přičemž uvedený obvodový plášť obsahuje alespoň jednu stěnu uvedeného přívodního potrubí okysličovadla, (iii) přívodní průchody paliva, přičemž jsou uvedené přívodní průchody paliva uzpůsobeny pro vstřikování okysličovatelného paliva do okysličovadla, obsaženého v uvedeném přívodním potrubí okysličovadla, (b) první výstupní hřídel, přičemž je uvedený první výstupní hřídel otočně připevněn podél osy otáčení vůči uvedené nosné konstrukci, *9 9 9 9 9 ♦ · * · · « » ·' · ··· 9 9 9 ·J 9 · 9 · 9 9 99 9 • · · 9 9 9 9 (c) rotor, přičemž je uvedený rotor otočně připevněn k uvedenému prvnímu výstupnímu hřídeli pro účely otáčení vůči uvedené nosné konstrukci, a přičemž uvedený rotor dále obsahuje obvodovou část, opatřenou větším počtem jednotlivých okrajových segmentů, (d) jeden nebo více náporových modulů, přičemž každý z uvedeného jednoho nebo více náporových modulů (i) j 3 ko obsahuje rotační část integrálně vytvořenou cast uvedené obvodové části uvedeného rotoru, (ii) je uzpůsoben pro využívání alespoň části uvedeného vnitřního bočního povrchu uvedeného obvodového pláště za účelem stlačování uvedeného přiváděného okysličovadla a uvedeného okysličovatelného paliva, (iii) přičemž každá rotační část spolupracuje s alespoň částí uvedeného vnitřního bočního povrchu uvedeného obvodového pláště za účelem stlačování uvedeného vstupního spalovacího vzduchu mezi uvedenou jednou nebo více rotačními částmi a alespoň částí uvedeného vnitřního bočního povrchu uvedeného obvodového pláště, (iv) přičemž uvedená rotační část dále obsahuje výstupní trysku pro umožnění úniku spalovacích plynů, vytvářených okysličováním uvedeného paliva, při současném vytváření tahu na každý z uvedeného jednoho nebo více náporových modulů v tangenciálním φφ φφΦφ * φ φ * φ φ * * φ φ φ φΦ 'Φ Φ φ φ φ φ φΦφφφ φφφφ ϊ ί · · φφφφ φ φ φφφφ φφ'φ φφφ •.. * φ φ φ směru kolem uvedené osy otáčení výstupního hřídele, uvedeného (e) jednu nebo více obručí, přičemž jedna z uvedené jedné nebo více obručí je určena pro každý z uvedeného jednoho nebo více náporových modulů, a přičemž každá z ___uvedené jedné nebo vJíce_óbručjL^_se_rozpro.stí rá.=.smě renuve.ru od alespoň části uvedené obvodové části uvedeného rotoru k bodu, přiléhajícího k uvedenému vnitřnímu bočnímu povrchu uvedeného obvodového pláště.
- 13. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že uvedené zařízení dále obsahuje úsek pro regeneraci tepla, přičemž uvedený úsek pro regeneraci tepla obsahuje vstup spalovacího plynu a výstup spalovacího plynu a úsek pro výměnu tepla, který obsahuje - sekundární pracovní tekutinu, přičemž je uvedená sekundární pracovní kapalina uzpůsobena pro cirkulaci do a z uvedeného úseku pro regeneraci tepla, a přičemž uvedené horké spalovací plyny jsou ochlazovány prostřednictvím regenerace tepelné energie v uvedené sekundární pracovní tekutině.
- 14. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 13 vyznačující se tím, že uvedená sekundární pracovní kapalina obsahuje vodu, přičemž ohříváním této uvedené sekundární pracovní kapaliny je vytvářena pára.
- 15. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 14 vyznačující se tím, že dále obsahuje parní turbínu, přičemž je uvedená pára přiváděna do uvedené parní • · φ φ φ I >φ φ φφφ φ · Φ 4Φ Φ Φ 4ΦΦ Φ ΦΦΦ Φφ » Φ Φ φ ► Φ φ φ » ΦΦΦΦΦΦ ΦΦ > 'Φ Φ φ ► Φ Φ φ ··· ΦΦΦ' turbíny za účelem vykonávání užitečné práce na výstupním hřídeli z parní turbíny.
- 16. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 12 vyznačující se tím, že dále obsahuje první elektrický generátor, přičemž uvedený první výstupní hřídel je operativně připojen k uvedenému prvnímu elektrickému generátoru, a přičemž uvedená mechanická práce, vykonávaná na uvedeném prvním výstupním hřídeli, pohání uvedený první elektrický generátor za účelem výroby elektrického proudu.
- 17. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 15 vyznačující se tím, že uvedený výstupní hřídel z parní turbíny je operativně připojen k uvedenému prvnímu elektrickému generátoru, přičemž uvedená užitečná práce na uvedeném výstupním hřídeli z parní turbíny pohání uvedený první elektrický generátor za účelem výroby · elektrického proudu.
- 18. Zařízení pro vyznačuj ící elektrický generátor, výrobu energie podle nároku 16 se tím, že dále obsahuje druhý přičemž uvedená hřídelová práce, vykonávaná prostřednictvím uvedeného výstupního hřídele z parní turbíny, pohání uvedený druhý elektrický generátor za účelem výroby elektrického proudu.
- 19. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 12 vyznačující se tím,že uvedené zařízení vyrábí hřídelovou energii při jednoduché cyklické účinnosti alespoň 37 %, založené na poměru energetického vstupu paliva vůči mechanickému energetickému výstupu, při provozu se vstupní rychlostí alespoň Mach 3.• Φ·. i >*· · ♦·»9 9 99 9 999 9 ·9 9·· 99 9 99 99 9
- 20. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 12 vyznačující se tím, že uvedené zařízení vyrábí hřídelovou energii při jednoduché cyklické účinnosti alespoň 45 %, založené na poměru energetického vstupu paliva vůči mechanickému energetickému výstupu, při provozu se vstupní rychlostí alespoň Mach 3,5.
- 21. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 12 vyznačující se tím, že uvedené zařízení vyrábí hřídelovou energii při jednoduché cyklické účinnosti alespoň 52 %, založené na poměru energetického vstupu paliva vůči mechanickému energetickému výstupu, při provozu se vstupní rychlostí alespoň Mach 4.
- 22. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že alespoň jeden materiál, obsažený v uvedeném rotoru, má specifickou pevnost přesahující 683,220 palce.
- 23. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že alespoň jeden materiál, obsažený v uvedeném rotoru, má specifickou pevnost mezi 683,220 palce a 1 300,250 palce.
- 24. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že alespoň část materiálu, obsaženého v uvedeném rotoru, má specifickou pevnost přibližně 1 300,250 palce.
- 25. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že alespoň část má specifickou ftft ftft ft ftft ··' ftftftft • ftft « • ftft « ftft ftft ft ft' · ftft' ft * ftftft • ft ftft ft ftft · ftftft ftftft • ft ftft ftft materiálu, obsaženého v uvedeném rotoru, pevnost, která přesahuje 1 300,250 palce.
- 26. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že alespoň část materiálu, obsaženého v uvedeném rotoru, má specifickou pevnost v rozmezí od zhruba 1 300,250_palce_do zhruba3 752,600 palce.
- 27. Zařízení pro výrobu energie podle \ 7 *7 ΤΊ a f' 1 Ί ~I Ί z-’ Π O /-> 4- -i rv» O _L XLl f materiálu, obsaženého v uvedeném rotoru pevnost přibližně 3 752,600 palce.nároku 1 nebo 12-, i xx-j_ aicopun UdóL má specifickou
- 28. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že alespoň část materiálu, - obsaženého v uvedeném rotoru, má specifickou pevnost, která převyšuje 3 752,600 palce.
- 29. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že alespoň část materiálu, obsaženého v uvedeném rotoru, má specifickou pevnost mezi 3 752,600 palce a 15 000,000 palce.
- 30. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že alespoň část materiálu, obsaženého v uvedeném rotoru, má specifickou pevnost přibližně 15 000,000 palce.
- 31. Zařízení pro výrobu vyznačuj ící energie podle nároku 1 nebo 12 tím, že uvedený alespoň
45 té tt 9 * 9 ti 9 ♦·· ♦ t t 9 9 * 9 t * 9 9. té ·· 9» 9 9 » · t ? t t t t • 9 9 9 9/ 99 $ i t t ttt 9 9 tttj ttt 9 9! ·♦ 99 99 99 jeden náporový modul pracuje se vstupní rychlostí Mo, která leží mezi hodnotou Mach 1,5 a Mach 2,0. 32. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že uvedený alespoň £ jeden náporový modul pracuje se vstupní rychlostí Mo, která má_hodnotu alespoň Mach 2,0. - 33. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že uvedený alespoň jedennáporový modul pracuje se vstupní rychlostí Mo, která má hodnotu alespoň Mach 2,5.
- 34. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden náporový modul pracuje se vstupní rychlostí Mo, která má hodnotu alespoň Mach 3,0.
- 35. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden náporový modul pracuje se vstupní rychlostí Mo, která má hodnotu mezi Mach 3,0 a Mach 4,5.
- 36. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden náporový modul pracuje se vstupní rychlostí Mo, která má hodnotu přibližně Mach 3,5.
- 37. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že rotor obsahuje středový kotouč.4 4 44 * 4 4 <ι · 4 · * < 4 4 «4 4’4· ·« > 4' 4 4 ► 4 4 4 » 4 *44 • 4 4 4..4 4 4' 44 4 4 4 • 4 4 4444 4 • ·4 44
38. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačuj í c í s e tím, že uvedený středový kotouč je kuželovité : zkosen. 39. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačuj í c í s e tím, že uvedený rotor obsahuje kovovou základní směs._________________ _40. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačuj í c í s e tím, že uvedená kovová 4- 4 -J--- ~ L. JL UClll · 41. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačuj í c í s e tím, že uvedená kovová základní směs obsahuje karbid křemíku • 42. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo- 12 vyznačuj í c í s e tím, že uvedený rotor obsahuje karbid křemíku, potažený uhlíkovými vlákny, uloženými v titanovém kovovém substrátu. 43. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačuj í c í s e tím, že uvedený rotor obsahuje epoxidovou směs s uhlíkovými vlákny.44. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 43 vyznačující se tím, že uvedený rotor dále obsahuje vysoce pevné vláknité vinutí.45. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 44 vyznačující se tím, že uvedené vysoce pevné vláknité vinutí obsahuje monofilová uhlíková vlákna.0 00 0000 0 00·. 0,. * • 00000 000 0 00 0 0 0 00 010 00. 00 0 000 • 000 0 046. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 44 vyznačující se tím, že uvedené vysoce pevné vláknité vinutí obsahuje kevlarová vlákna.47. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 39 vyznačující se tím, že kovová základní směs dále obsahuje vlákna karbidu křemíku. =48. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačuj í cí se tím, že uvedený jeden nebo modulu dále obsahuje spalovací komoru vrče na^o j. ovyu.ii karbidu křemíku. z 49. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 4 8 vyznačuj í cí se tím, že uvedená spalovací komora obsahuje monolitickou část z karbidu křemíku.50. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 1 nebo 12 vyznačující se tím, že uvedený jeden nebo více náporových modulů obsahuje vyměnitelnou vložku spalovací komory.51. Způsob výroby energie vyznačující se tím, že obsahuje:(a) uložení jednoho nebo více náporových tahových modulů na rotor, který je otočně připevněn k vnějšímu plášti, majícímu vnitřní povrch, (b) přivádění vzduchového proudu, obsahujícího okysličovadlo a okysličovatelné palivo, do uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů, flfl flfl fl'· flfl » · fl · fl' fl, fl ·· fl flflfl · ·>· _ · • flflfl flfl fl flfl flfl flfl flfl fl fl • · (c) okysličování uvedeného paliva mezi uvedeným jedním nebo více náporovými tahovými moduly a uvedeným vnějším pláštěm za účelem (i) vyvíjení spalovacích plynů, které odtud unikají, (ii) vyvíjení hnací síly prostřednictvím tahové reakce uvedených spalovacích plynů, které unikají z (A) každého z uvedeného jednoho nebo ' více náporových tahových modulů, a (B) alespoň části uvedeného vnějšího pláště, (d) pohánění uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů vstupní rychlostí, přesahující Mach 1,0, prostřednictvím uvedeného přiváděného vzduchového proudu s pomocí uvedené hnací síly, přičemž uvedený jeden nebo více náporových tahových modulů spočívá alespoň na části uvedeného vnitřního povrchu uvedeného vnějšího pláště za účelem napomáhání při stlačování části uvedeného přiváděného vzduchového proudu, když každý z uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů prochází v jeho blízkosti, (e) efektivní oddělování vstupního vzduchu od spalovacích plynů s využitím jedné nebo více obručí podél obvodu uvedeného rotoru, přičemž je uvedená jedna nebo více obručí uspořádána vedle uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů, a přičemž alespoň část z uvedené jedné nebo více obručí se rozprostírá směrem *'·9 · • ·Φ· • · *Φ Φ ΦΦ Φ • ι Φ.' •ί,ΦΦ*ΦΦ • ·ι· ·» · · · φφφ Φ· ven z alespoň části vnější povrchové části uvedeného rotoru do bodu, sousedícího z uvedeným vnitřním povrchem uvedeného vnějšího pláště, (f) otáčení výstupního hřídele, provozně připojeného k uvedenému jednomu nebo více náporovým tahovým modulům, (g) přičemž je na uvedeném výstupním hřídeli vyráběna energie.52. Způsob výroby energie podle nároku 51 vyznačující se tím, že vstupní rychlost uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů je alespoň Mach 2,5.53. Způsob výroby energie podle nároku 51 v y z n ačující se tím, že vstupní rychlost uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů leží mezi Mach 2,5 a Mach 4.54. Způsob výroby energie podle nároku 51 vyznačující se tím, že provozní vstupní rychlost uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů je přibližně Mach 3,5.55. Způsob výroby energie podle nároku 51 vyznačující se tím, že uvedené palivo je vybráno ze skupiny, obsahující plynná uhlovodíková paliva.56. Způsob výroby energie podle nároku 51 vyznačující se tím, že uvedeným palivem je v podstatě zemní plyn.• * 4 4 • 4 4 ·· 4 44 « » • 4 4 4 44 4 4 » 4 4 444 4444 4»4 4 4 4 * 4 4 4 • 4 4 · 4·4 444 4457. Způsob výroby energie podle nároku 51 vyznačující se tím, že krok přivádění paliva obsahuje vstřikování uvedeného paliva do části uvedeného přiváděného vzduchového proudu radiálně směrem dovnitř od uvedeného vnějšího pláště v bodě před stlačováním uvedené části uvedeného přiváděného vzduchového proudu mezi uvedeným____vně j ším pláštěm a_kterýmkoliv____z uvedeného__j ednoho nebo více náporových tahových modulů.58. Způsob výroby energie vyznačující se tím obsahuje krok vyrábění elektrického podle nároku , že uvedený způsob proudu.dále59. Způsob vyznačuj obsahuje krok spalovacích plynů.výroby ící se regenerace energie tím, tepelné podle nároku 51 že uvedený způsob dále energie z uvedených60. Způsob výroby energie vyznačující se tím, regenerace tepelné energie obsahuje energie z uvedených spalovacích plynů tekutiny.podle nároku 59 že uvedený krok přenos uvedené tepelné do sekundární pracovní61. Způsob výroby energie podle nároku 60 vyznačující se tím, že uvedenou sekundární pracovní tekutinou je voda, přičemž je ohříváním uvedené vody vytvářena pára.62. Způsob výroby energie podle nároku 60 vyznačující se tím, že uvedený krok ϊζ *« φφ • · · • φ φφφ • 9 9 9 • 9 9 · •Φ 99 9 9 9 « • ·ίΦ φ • ♦ 9 9.9 · • · ΦΦΦ ΦΦ Φ Φ Φ ΦΦ Φ Φ φΦ·Φ ΦΦΦΦ φ' regenerace tepelné energie obsahuje nepřímé ohřívání uvedené sekundární pracovní tekutiny uvedenými spalovacími plyny.63. Způsob výroby energie podle nároku 61 vyznačující se tím, že dále obsahuje krok nasměrování uvedené sekundární pracovní tekutiny do turbíny, opatřené pracovním hřídelem,____a vyrábění energie prostřednictvím otáčení uvedené turbíny působením uvedené sekundární pracovní tekutiny za účelem konání práce na hřídeli uvedenou turbínou.64. Způsob výroby energie podle nároku 63 vyznačující se tím, že dále obsahuje krok vyrábění elektrického proudu z uvedené práce na hřídeli od uvedené turbíny.65. Způsob- výroby energie vyznačující se t i m , snižování aerodynamického odporu při jednoho nebo více náporových tahových rychlostí.podle nároku 64 že dále obsahuje krok otáčení uvedeného modulů nadzvukovou66. Způsob výroby energie podle nároku 65 vyznačující se tím, že uvedený krok snižování aerodynamického odporu dále obsahuje krok.udržování částečného vakua podél podstatné radiální části uvedeného rotoru.67. Způsob výroby energie podle nároku 51 vyznačující se tím, že uvedený vnější plášť uvedeného rotoru dále obsahuje provětrávací rotorové čepičky, přičemž uvedený způsob dále obsahuje krok vytváření »· ·« ·· ·» ·· .· • 4 · · · 9 9 9 9 9 9 > · ··· · ·* · · ·· · • · · · · · · .,· a ·,· ...····.· · · · ♦ ·· ·· «· ·. ·· chladicího vzduchového proudu, proudícího přes uvedené provětrávací rotorové čepičky.nároku 51 z uvedeného68. Způsob výroby energie podle vyznačující se tím, že každý jednoho nebo více náporových tahových modulů je od sebe obvodově vzdálen tak, aby uvedený přiváděný vzduchový proud proudil v podstatě bez turbulencí z předcházejícího průchodu přes daný obvodový úsek kteréhokoliv z uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů.69. Zařízení pro výrobu energie vyznačující se tím, že obsahuje:(a) obvodovou stěnu, proti níž jsou vstupní vzduch a palivo přiváděny, (b) výstupní hřídel, přičemž tento výstupní hřídel je uspořádán otočně kolem středové osy, (c) rotor, přičemž je tento rotor bezpečně připevněn k uvedenému výstupnímu hřídeli a dále obsahuje vnější povrchovou část, (d) alespoň jeden náporový modul, přičemž uvedený alespoň jeden náporový modul (i) obsahuje kompresní část, přičemž je uvedená kompresní část připevněna k uvedenému rotoru, (ii) využívá uvedenou obvodovou stěnu jako kompresní odporovou část, takže uvedená obvodová ·· ·· • · · • · ··· • · · · • · · · ·· ·· • · · · • · 9 9 • · ··· · • · · ·· ·♦ ·· ·<• · · 99 · · · ··· 9·«9 · ·· 99 stěna působí jako zadržující povrch, proti kterému je uvedený vstupní vzduch stlačován obvodově prostřednictvím uvedené kompresní rampové části uvedeného alespoň jednoho náporového modulu, (e) jednu nebo více obručí, přičemž každá z uvedené jnebo více obručí sousedí s uvedeným,ήedním_nebo více náporovými moduly, přičemž alespoň část každé z uvedené jedné nebo více obručí se rozprostírá směrem ven z alespoň části uvedené vnější povrchové části uvedeného rotoru: do bodu, přiléhajícího k uvedené vnitřní povrchové části uvedené obvodové stěny, (f) přičemž uvedená jedna nebo více obručí efektivně odděluje uvedený přiváděný spalovací vzduch od uvedených výfukových plynů, když uvedený jeden nebo více náporových modulů stlačuje vzduch a okysličuje uvedené palivo, které je sem přiváděno, a vytváří výfukové plyny, a tím rozvíjí tah za účelem způsobení otáčivéhopohybu uvedeného rotoru kolem uvedené osy otáčení. 70. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 69 vyznačuj ící se t í m , že uvedený alespoň jeden náporový modul pracuje se vstupní rychlostí alespoň Mach 2,0. 71. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 69 vyznačuj ící se ti m , že uvedený alespoň jeden náporový modul pracuje se vstupní rychlostí alespoň Mach 3,0.• · • · · · · »· · · · · 9 · fl72. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 69 vyznačující se tím, že uvedený alespoň jeden náporový modul pracuje se vstupní rychlostí mezi Mach 3,0 a Mach 4,5.73. Zařízení pro vyznačuj ící výrobu energie podle nároku 69 se tím, že uvedený alespoň jeden náporový modul pracuje se vstupní rychlostí přibližně Mach 3,5.74. Zciřizsni pi?o výi?ok)u snsíscjis ροόΐθ ná2?Qk.u 69 vyznačující se tím, že uvedený rotor dále obsahuje větší počet provětrávacích rotorových čepiček.75. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 74 vyznačující se tím, že uvedené rotorové čepičky jsou odnímatelně připevněny k uvedenému rotoru.76. Zařízení pro výrobu energie vyznačující se tím, že obsahuje:(a) obvodovou stěnu, proti které jsou vstupní vzduch a palivo přiváděny, (b) výstupní hřídel, přičemž je uvedený výstupní hřídel upevněn otočně kolem středové osy, (c) rotor, přičemž uvedený rotor (i) je bezpečně připevněn k uvedenému výstupnímu hřídeli, a (ii) je na svém obvodu opatřen větším počtem odnímatelných okrajových segmentů, přičemž uvedené okrajové segmenty obsahují větší počet chladicích průchodů, opatřených výstupy, (d) alespoň jeden náporový modul, přičemž uvedený alespoň j eden náporový modul , (i) obsahuje kompresní část, připevněnou k uvedenému rotoru, přičemž uvedená kompresní část dále obsahuje kompresní plošinu, (ii) využívá uvedenou obvodovou stěnu jako zadržovací povrch, proti kterému je uvedený vstupní vzduch stlačován pomocí uvedené kompresní plošiny uvedeného alespoň jednoho náporového modulu, (iii) pracuje se vstupní rychlostí, přesahující Mach 1, (e) jednu nebo více obručí, přičemž každá z uvedené jedné nebo více obručí sousedí s uvedeným jedním nebo více náporovými moduly, přičemž alespoň část každé z uvedené jedné nebo více obručí se rozprostírá směrem ven z uvedených okrajových segmentů k bodu, přiléhajícímu k uvedené vnitřní povrchové části uvedené obvodové stěny, (f) přičemž uvedená jedna nebo více obručí efektivně odděluje uvedený vstupní vzduch od uvedených výfukových plynů, když uvedený jeden nebo více náporových modulů stlačuje vstupní vzduch a okysličuje uvedené palivo, které je sem přiváděno, a vytváří výfukové plyny, a tím • · ···· ···· • · · 4 4 · · 4 · 44 4 rozvíjí tah za účelem způsobení otáčivého pohybu uvedeného rotoru kolem uvedené osy otáčení.77. Zařízení pro výrobu energie podle nároku 76 vyznačující se tím, že alespoň část uvedeného rotoru je uložena ve v podstatě plynotěsném plášti, přičemž je v uvedeném plášti udržováno vakuum__za____účelem snížení aerodynamického odporu uvedeného rotoru.78. Způsob výroby energie vyznačující se tím, že obsahuje:(a) uložení jednoho nebo více náporových tahových modulů, otočně upevněných vůči obvodové stěně, (b) přivádění vzduchového proudu, obsahujícího okysličovadlo a okysličovatelné palivo, do Uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů, (c) okysličování uvedeného paliva mezi uvedeným jedním nebo více náporovými tahovými moduly a uvedenou obvodovou stěnou za účelem (iii) vyvíjení spalovacích plynů, které odtud unikají, (iv) vyvíjení hnací síly prostřednictvím tahové reakce uvedených spalovacích plynů, které unikají z (A) každého z uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů, a • · (B) alespoň části uvedeného vnějšího pláště, (d) pohánění uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů vstupní rychlostí, přesahující Mach 1/0, prostřednictvím uvedeného přiváděného vzduchového proudu s pomocí uvedené hnací síly, přičemž uvedený jeden nebo více náporových tahových modulů spočívá alespoň na části uvedené obvodové stěny za účelem napomáhání při stlačování části uvedeného přiváděného vzduchového proudu, když každý z uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů prochází v jeho blízkosti,(e) uspořádání jedné nebo více obručí, přičemž je každá z uvedené jedné nebo více obručí uspořádána vedle uvedeného jednoho nebo více náporových modulů, a alespoň část uvedené každé z jedné nebo více obručí se rozprostírá směrem ven z uvedeného rotoru k bodu, přiléhajícímu k uvedené obvodové stěně, přičemž uvedená jedna nebo více obručí efektivně rozděluje uvedený vstupní vzduch od uvedených výfukových plynů, když uvedený jeden nebo více náporových modulů stlačuje vstupní vzduch a okysličuje uvedené palivo, které je sem dodáváno, přičemž jsou vyvíjeny výfukové plyny, které vytvářejí tah za účelem způsobení otáčivého pohybu uvedeného rotoru kolem uvedené osy otáčení, (f) otáčení výstupního hřídele, provozně připojeného k uvedenému jednomu nebo více náporovým tahovým modulům, (g) přičemž je na uvedeném výstupním hřídeli vyráběna energie.• · · φ φ · · φ · · · • ΦΦ·· · φφ φ φ · φ φ φ φ φ φφφ φ Φ·· φ φφφ φφφ • ••••Φ · · ·79. Způsob výroby energie podle nároku 78 vyznačující se tím, že vstupní rychlost uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů je alespoň Mach 2,0.80. Způsob výroby energie podle nároku 78 vyznačující se tím, že vstupní rychlost uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů je alespoň Mach 3,0.81. Zoůsob vvrobv enernie norllp nárnkn 78 χ j --------- ---------- · · ~ vyznačující se tím, že provozní vstupní rychlost uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů leží mezi Mach 3,0 a Mach 4,5.82. Způsob výroby energie podle nároku 78 v.y znač u j ící se tím, že. provozní vstupní rychlost uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů je přibližně Mach 3,5.83. Způsob výroby energie vyznačující se tím, vybráno ze skupiny, obsahující plynná84. Způsob výroby energie vyznačující se tím, v podstatě zemní plyn.podle nároku že uvedené palivo uhlovodíková paliva.je podle nároku 78 že uvedeným palivem je85. Způsob výroby vyznačující se paliva obsahuje podle nároku 78 že krok přivádění energie tím, vstřikování uvedeného paliva uvedeného přiváděného vzduchového proudu v do části bodě před stlačováním uvedené části uvedeného přiváděného vzduchového proudu mezi uvedenou obvodovou stěnou a kterýkoliv z uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů.86. Způsob výroby energie podle nároku 78 vyznačující se tím, že uvedený způsob výroby_ enerqie_dále_obsahui e _kro k.^v vr oby= e 1 e kt r ic ké=ene r q ie87. Způsob výroby vyznačující se obsahuje krok regenerace energie tím, tepelné podle nároku 78 že uvedený způsob dále energie z uvedených spalovacích plynů.88. Způsob výroby energie vyznačující se tím, tepelné regenerace energie obsahuje energie z uvedených spalovacích plynů tekutiny.podle nároku 87 že uvedený krok přenos uvedené tepelné do sekundární pracovní89. Způsob výroby energie podle nároku 88 vyznačující se tím, že dále obsahuje krok nasměrování uvedené sekundární pracovní tekutiny do turbíny, opatřené pracovním hřídelem, a vyrábění energie prostřednictvím otáčení uvedené turbíny působením uvedené sekundární pracovní tekutiny za účelem konání práce na hřídeli uvedenou turbínou.90. Způsob výroby energie podle nároku 89 vyznačující se tím, že dále obsahuje krok vyrábění elektrického proudu z uvedené práce na hřídeli od uvedené turbíny.• • • • • · • • • · • * • ··♦ • • · • • • · • • • • • · • • • • • 91. Způsob výroby energie vyznačující se tím, okysličovadla do uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů je prováděn prostřednictvím kyslíku, přítomného v uvedeném přiváděném vzduchovém proudu, přičemž uvedený přiváděný vzduchový proud je přiváděn v blízkosti uvedené obvodové stěny,__a přičemž každv z uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů je obvodově rozmístěn tak, aby přijímal uvedený přiváděný vzduchový proud v podstatě bez turbulencí z předcházejícího průchodu přes dané obvodové místo kteréhokoliv z uvedeného jednoho nebo více náporových tahových modulů.podle nároku 78 že krok přivádění92. Způsob výroby energie vyznačující se tím, stěna je stacionární.podle nároku 78 že uvedená obvodová93. Způsob výroby vyznačující se podle nároku 78 že uvedený rotor dále energie tím, obsahuje větší počet vnějších okrajových segmentů, z nichž alespoň některé jsou opatřeny alespoň jednou chladitelnou stěnou, přičemž uvedená alespoň jedna chladitelná stěna obsahuj e:(a) vnitřní chladný povrch stěny, (b) vnější horký povrch stěny, (c) větší počet chladicích průchodů, opatřených výstupy na uvedeném vnějším horkém povrchu stěny, • fl fl flflflfl flflfl fl fl flflflfl fl flfl fl · flfl · fl flfl flflfl fl fl··· flflfl flflfl flflflflflfl · fl fl61 ............(d) přičemž uvedený způsob dále obsahuje krok přivádění chladicí tekutiny za uvedený vnitřní chladný povrch stěny, a procházení množství uvedené chladicí tekutiny směrem ven uvedeným chladicím průchodem do uvedených výstupů, a to v množství, postačujícím pro vytváření filmu, ochlazujícího uvedený vnější horký povrch stěny uvedených vnějších okrajových segmentů.94. Způsob výroby energie podle nároku 93 vyznačující se tím, že krok přivádění chladicí tekutiny dále obsahuje přivádění množství' chladicí tekutiny za účelem vytváření filmu, ochlazujícího uvedenou jednu nebo více obručí.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19992130A CZ213099A3 (cs) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | Náporový motor pro výrobu energie |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19992130A CZ213099A3 (cs) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | Náporový motor pro výrobu energie |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ213099A3 true CZ213099A3 (cs) | 2000-03-15 |
Family
ID=5464419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19992130A CZ213099A3 (cs) | 1997-12-16 | 1997-12-16 | Náporový motor pro výrobu energie |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ213099A3 (cs) |
-
1997
- 1997-12-16 CZ CZ19992130A patent/CZ213099A3/cs unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU721469B2 (en) | Ramjet engine for power generation | |
| US6446425B1 (en) | Ramjet engine for power generation | |
| AU696828B2 (en) | Improved method and apparatus for power generation | |
| US6691519B2 (en) | Adaptable modular gas turbine power plant | |
| CN106762158B (zh) | 用于操作燃气涡轮的同时维持排放标准的系统和方法 | |
| RU98100435A (ru) | Способ и устройство для выработки энергии | |
| US10415432B2 (en) | Power plant with steam generation and fuel heating capabilities | |
| JP2008064100A (ja) | エネルギー抽出システムの効率を高めるためのデバイス | |
| US6192668B1 (en) | Method and apparatus for compressing gaseous fuel in a turbine engine | |
| WO2000019082A2 (en) | Ramjet engine with axial air supply fan | |
| CN1187232A (zh) | 用于产生动力的改进方法和装置 | |
| Takano et al. | Design for the 145-MW blast furnace gas firing gas turbine combined cycle plant | |
| MXPA99005537A (en) | Ramjet engine for power generation | |
| TH39816A (th) | เครื่องยนต์แบบแรมเจ็ตสำหรับการผลิตกำลัง | |
| JPH0486307A (ja) | ガスタービン起動装置 | |
| Fukuizumi et al. | Large Frame Gas Turbines, The Leading Technology of Power Generation Industries | |
| HK1024730A (en) | Ramjet engine for power generation | |
| NZ338049A (en) | Apparatus for the generation of power using a ramjet engine thrust modules |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |