CZ37744U1 - Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka - Google Patents
Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka Download PDFInfo
- Publication number
- CZ37744U1 CZ37744U1 CZ2023-41663U CZ202341663U CZ37744U1 CZ 37744 U1 CZ37744 U1 CZ 37744U1 CZ 202341663 U CZ202341663 U CZ 202341663U CZ 37744 U1 CZ37744 U1 CZ 37744U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- combustion engine
- cooling
- low
- electric power
- internal combustion
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 49
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 31
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 9
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 4
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
- F01P3/20—Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61B3/00—Elevated railway systems with suspended vehicles
- B61B3/02—Elevated railway systems with suspended vehicles with self-propelled vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
- B61C9/00—Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
- B61C9/08—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines
- B61C9/24—Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines electric
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F13/00—Transport specially adapted to underground conditions
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F13/00—Transport specially adapted to underground conditions
- E21F13/02—Transport of mined mineral in galleries
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P3/00—Liquid cooling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka
Oblast techniky
Toto technické řešení se v oblasti závěsné dopravy týká nízkoemisní dieselelektrické energetické jednotky, vhodné pro prostředí s nebezpečím výbuchu, jakož i závěsné důlní lokomotivy obsahující uvedenou nízkoemisní dieselelektrickou energetickou jednotku. Jedná se zejména o zařízení určené k použití v podzemních částech dolů a v těch částech povrchových instalací těchto dolů, které mohou být ohroženy důlním plynem (zejména methanem) nebo hořlavým prachem (tzv. kategorie M2 skupiny zařízení I podle Přílohy č. 1 k Nařízení vlády č. 116/2006 Sb. a k evropské směrnici č. 2014/34/EU).
Dosavadní stav techniky
V současném stavu techniky jsou známé závěsné pohonné jednotky (tzv. monorail) pro prostředí s nebezpečím výbuchu. Systémy závěsné jednokolejové dopravy jsou efektivním a levným způsobem dopravy osob, technologického a provozního materiálu v tunelech a důlních chodbách.
Dieselelektrické energetické agregáty pro prostředí s nebezpečím výbuchu obvykle obsahují dva samostatné celky, spalovací motor a elektrický generátor, typicky vyrobené samostatnými výrobci. Systémy řízení a především chlazení těchto dvou celků musí být technologicky propojeny, což vzhledem k nárokům na výkon chlazení bývá obtížné, protože generátor potřebuje přibližně 5 % chladicího výkonu, ale pro velmi malý tepelný spád. Ve stavu techniky jsou obvyklým řešením dva samostatné chladicí obvody, což komplikuje konstrukci těchto agregátů. Pro samostatné chlazení generátoru postačuje chladicí kanál o průměru 10 mm. Obecně je elektrický generátor mechanicky připojen ke spalovacímu motoru a krouticí moment je přenášen z motoru na generátor. Řídící jednotka motoru udržuje stabilní otáčky tak, aby generátor vytvářel požadované napětí a frekvenci. Nadřazená jednotka odebírá z generátoru výkon (tj. reguluje proud) a hlídá mezní stavy, minimální a maximální výkon.
Příklady takových dieselelektrických energetických jednotek lze najít v portfoliích společností FERRIT s.r.o., SMT Scharf GmbH, Becker-Warkop Sp. z o.o. nebo BEVEX - BANSKÝ VÝSKUM, spol. s r. o. Nevýhodou výše uvedených dieselelektrických energetických jednotek jsou vysoké nároky na chladicí výkon a samostatný chladicí okruh generátoru.
Ve stavu techniky tedy vzniká potřeba a cílem technického řešení je poskytnout dieselelektrickou energetickou jednotku pro prostředí s nebezpečím výbuchu s nižšími nároky na chladicí výkon.
Podstata technického řešení
Uvedeného cíle je v prvním aspektu tohoto technického řešení dosaženo nízkoemisní dieselelektrickou energetickou jednotkou pro prostředí s nebezpečím výbuchu, obsahující: spalovací motor; turbodmychadlo; výfukovou soustavu; elektrický generátor; a chladicí okruh pro obsažení chladicího média; přičemž spalovací motor je mechanicky spojen s turbodmychadlem, výfukovou soustavou a elektrickým generátorem, přičemž spalovací motor obsahuje: sestavu hlavy a bloku; sací potrubí; a výfukovou část; a přičemž elektrický generátor obsahuje statorovou a rotorovou část. Uvedený chladicí okruh obsahuje chladicí kanál vedený v uvedeném pořadí v tepelném kontaktu se statorovou částí elektrického generátoru, sestavou hlavy a bloku spalovacího motoru, výfukovou částí spalovacího motoru, turbodmychadlem a výfukovou soustavou, přičemž toto pořadí je dáno nároky na minimální teplotu chladicího média. První úsek chladicího kanálu vedený přes statorovou část elektrického generátoru má průměr alespoň 40 mm, s výhodou alespoň 50 mm.
- 1 CZ 37744 U1
Podstata nízkoemisní dieselelektrické energetické jednotky dle tohoto technického řešení spočívá v tom, že elektrický generátor i spalovací motor jsou chlazeny jedním nevětveným chladicím okruhem, což je umožněno dostatečným průměrem chladicího kanálu v tepelném kontaktu se statorovou částí elektrického generátoru - alespoň 40 mm, s výhodou alespoň 50 mm. Tento průměr zajišťuje dostatečný průtok chladicí kapaliny i do spalovacího motoru. Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka tedy tvoří integrovanou jednotku se společným systémem chlazení a řízení, což zjednodušuje její konstrukci a činí ji vhodnější pro použití v prostředí s nebezpečím výbuchu.
Obecně se chladí horké stěny a horké vnitřní prostory jednotlivých součástí, přičemž kolem horkého místa je vytvořen chladicí kanál (dutina), kterým proudí chladicí médium.
Všechny použité součásti musí splňovat podmínky použití pro prostředí s nebezpečím výbuchu kategorie M2, zejména uzavření všech jiskrově nebezpečných součástí do pevných závěrů a redukování povrchových teplot pod 150 °C, což je zejména u turbodmychadla a výfukové soustavy zajištěno uvedeným chladicím okruhem.
Přívod chladicího okruhu se nachází na plášti elektrického generátoru, odvod chladicího okruhu se nachází v blízkosti spalovacího motoru.
Ve výhodném provedení obsahuje chladicí okruh paralelní větev vedenou v tepelném kontaktu se sacím potrubím spalovacího motoru. Uvedená paralelní větev odbočuje z výše popsaného chladicího okruhu před sestavou hlavy a bloku spalovacího motoru a připojuje se zpět do výše popsaného chladicího okruhu za výfukovou částí spalovacího motoru.
Ve výhodném provedení je chladicím médiem chladicí kapalina na bázi vody nebo ethylenglykolu nebo propylenglykolu, např. značky COOL GUARD II 20/80 společnosti John Deere dle norem ASTM D3306-21 nebo ASTM D6210-21.
Ve výhodném provedení je chladicí kanál částečně tvořen pryžovým vedením (např. pryžovou hadicí nasunutou a zajištěnou na hrdle nepryžové části chladicího kanálu), zejména v úsecích propojujících jednotlivé součásti (spalovací motor, turbodmychadlo, výfukovou soustavu, elektrický generátor).
Uvedeného cíle je v druhém, nenárokovaném aspektu tohoto technického řešení dosaženo závěsnou důlní lokomotivou obsahující výše uvedenou nízkoemisní dieselelektrickou energetickou jednotku.
Objasnění výkresů
Obrázek 1 znázorňuje nízkoemisní dieselelektrickou energetickou jednotku zepředu.
Obrázek 2 znázorňuje nízkoemisní dieselelektrickou energetickou jednotku zezadu.
Obrázek 3 znázorňuje nízkoemisní dieselelektrickou energetickou jednotku svrchu.
Příklady uskutečnění technického řešení
Na obr. 1 až 3 je znázorněna nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka pro pohon závěsné důlní lokomotivy, obsahující spalovací motor 1 mechanicky spojený s turbodmychadlem 3, výfukovou soustavu 2 a elektrickým generátorem 4. Spalovací motor obsahuje sestavu 13 hlavy a bloku, sací filtr 11, sací potrubí 12 (na obr. 2 označeno na dvou místech) a výfukovou část 14. Turbodmychadlo 3 obsahuje kompresor 15. Vzduch je do spalovacího motoru 1 nasáván přes sací filtr 11, sací potrubí 12 a kompresor 15, a odváděn ze spalovacího motoru 1 výfukovou soustavou
- 2 CZ 37744 U1
2. Elektrický generátor 4 obsahuje statorovou a rotorovou část (neznázoměno). Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka dále obsahuje chladicí okruh 5 pro obsažení chladicího média, přičemž chladicí okruh 5 obsahuje přívod 25 (znázorněno šipkou směrem do chladicího okruhu na obr. 2), chladicí kanál vedený v uvedeném pořadí v tepelném kontaktu se statorovou částí elektrického generátoru 4 (první úsek 21 chladicího kanálu), sestavou 13 hlavy a bloku spalovacího motoru 1 a výfukovou částí 14 spalovacího motoru 1 (druhý úsek 22 chladicího kanálu, na obr. 2 označeno na dvou místech), turbodmychadlem 3, zejména s jeho turbinovou částí (třetí úsek 23 chladicího kanálu) a výfukovou soustavou 2 (čtvrtý úsek 24 chladicího kanálu), a odvod 26 (znázorněno šipkou směrem z chladicího okruhu na obr. 1). Chladicí okruh 5 obsahuje dále paralelní větev 29 vedenou v tepelném kontaktu se sacím potrubím 12 spalovacího motoru 1, přičemž uvedená paralelní větev 29 odbočuje z chladicího okruhu 5 před sestavou 13 hlavy a bloku spalovacího motoru 1 a připojuje se zpět do chladicího okruhu 5 za výfukovou částí 14 spalovacího motoru 1, tj. paralelně s druhým úsekem 22 chladicího kanálu. První úsek 21 chladicího kanálu vedený přes statorovou část elektrického generátoru 4 má průměr 50 mm. První a druhý úsek 21-22 chladicího kanálu lze propojit prvním pryžovým vedením 27 (znázorněno tlustým propojením na obr. 2 a 3). Druhý a třetí úsek 22-23 chladicího kanálu lze propojit druhým pryžovým vedením 28 (znázorněno tlustým propojením na obr. 1 a 3).
Chladicím médiem je voda nebo chladicí kapalina na bázi ethylenglykolu nebo propylenglykolu, např. značky COOL GUARD II 20/80 (poměr 20/80 udává poměr zředění glykolu vodou) společnosti John Deere dle norem ASTM D3306-21 nebo ASTM D6210-21.
Průmyslová využitelnost
Výše popsanou dieselelektrickou energetickou jednotku lze využít pro pohon transportních strojů (např. závěsných důlních lokomotiv) nebo jako zdroj elektrické energie v prostředí s nebezpečím výbuchu.
Claims (4)
- NÁROKY NA OCHRANU1. Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka pro prostředí s nebezpečím výbuchu, obsahující: spalovací motor (1); turbodmychadlo (3); výfukovou soustavu (2); elektrický generátor (4); a chladicí okruh (5) pro obsažení chladicího média; přičemž spalovací motor (1) je mechanicky spojen s turbodmychadlem (3), výfukovou soustavou (2) a elektrickým generátorem (4), přičemž spalovací motor (1) obsahuje: sestavu (13) hlavy a bloku; sací potrubí (12); a výfukovou část (14); a přičemž elektrický generátor (4) obsahuje statorovou a rotorovou část, vyznačující se tím, že chladicí okruh (5) obsahuje chladicí kanál vedený v uvedeném pořadí v tepelném kontaktu se statorovou částí elektrického generátoru (4), sestavou (13) hlavy a bloku spalovacího motoru (1), výfukovou částí (14) spalovacího motoru (1), turbodmychadlem (3) a výfukovou soustavou (2), přičemž první úsek (21) chladicího kanálu vedený přes statorovou část elektrického generátoru (4) má průměr alespoň 40 mm, s výhodou alespoň 50 mm.
- 2. Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka podle nároku 1, vyznačující se tím, že chladicí okruh obsahuje paralelní větev (29) vedenou v tepelném kontaktu se sacím potrubím (12) spalovacího motoru (1), přičemž uvedená paralelní větev (29) odbočuje z chladicího okruhu podle nároku 1 před sestavou (13) hlavy a bloku spalovacího motoru (1) a připojuje se zpět do chladicího okruhu podle nároku 1 za výfukovou částí (14) spalovacího motoru (1).
- 3. Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že chladicím médiem je chladicí kapalina na bázi vody nebo ethylenglykolu nebo propylenglykolu.
- 4. Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že chladicí kanál je částečně tvořen pryžovým vedením (27, 28).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41663U CZ37744U1 (cs) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41663U CZ37744U1 (cs) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ37744U1 true CZ37744U1 (cs) | 2024-02-29 |
Family
ID=90139556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2023-41663U CZ37744U1 (cs) | 2023-12-22 | 2023-12-22 | Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ37744U1 (cs) |
-
2023
- 2023-12-22 CZ CZ2023-41663U patent/CZ37744U1/cs active IP Right Grant
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115123550B (zh) | 电力推进系统 | |
| US4107927A (en) | Ebullient cooled turbocharger bearing housing | |
| US5309029A (en) | Aircraft power unit with elective mechanical coupling | |
| ES2551615T3 (es) | Procedimiento y arquitectura de recuperación de energía en una aeronave | |
| US9590472B2 (en) | Through flow ventilation system for a power generation turbine package | |
| ES2168296T3 (es) | Turbina de gran rendimiento, de arboles multiples, con recalentador, con refrigeracion intermedia y recuperador. | |
| US20050268593A1 (en) | Thermal management for aircraft auxiliary power unit compartment | |
| US8899945B2 (en) | Centrifugal compressor unit | |
| JP2012522176A (ja) | 熱電装置を備える、内燃機関装置のエネルギー回収システム | |
| KR102477549B1 (ko) | 전기차량에서 풍력을 이용한 보조 충전 및 엔진과 배터리 냉각장치 | |
| CN101837727A (zh) | 用于车辆的冷却系统 | |
| US10862371B2 (en) | Perimeter liquid-cooled electric machine and integrated power inverter | |
| US6178733B1 (en) | External blower motor and starting motor for a combustion turbine system | |
| USRE30333E (en) | Ebullient cooled turbocharger bearing housing | |
| CZ37744U1 (cs) | Nízkoemisní dieselelektrická energetická jednotka | |
| EP4080028A1 (en) | Electricity generating facility | |
| US6568203B1 (en) | Aircraft ground support air conditioning unit with cooling turbine bypass | |
| RU2293219C2 (ru) | Газотурбинная энергетическая установка | |
| SK162010A3 (sk) | Spôsob obmedzenia voľnobehu motorových posunovacích a traťových rušňov | |
| CN104919158B (zh) | 动力系统 | |
| EP2662545B1 (en) | Radiant heat discharge arrangement | |
| CN209382818U (zh) | 一种斗轮堆取料机悬臂皮带动力电路的电气系统 | |
| SU1386728A1 (ru) | Силова установка | |
| CN223894267U (zh) | 一种涡轮发电装置及航空动力设备 | |
| SK279552B6 (sk) | Ohoto spôsobu |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20240229 |