AUTONOMOUS GAS FUEL MICRO-TPP USING A FREE PISTON STIRLING ENGINE

• Main Authors: KLIMOV Valerij Pavlovich, TSARKOV Igor Aleksandrovich, DEMYANOV Aleksej Viktorovich
• Format: Patent
• Language: English; Russian
• Published: 15.02.2018
• Subjects: BLASTING; COMBUSTION ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER; DYNAMO-ELECTRIC MACHINES; ELECTRICITY; GENERATION; HEATING; HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINEPLANTS; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS; INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; LIGHTING; MECHANICAL ENGINEERING; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; WEAPONS

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of heat and power engineering and is intended to meet the heat and power requirements in industrial and residential premises in the absence of mains power supply. Summary of invention is that the device includes an electrogenerating device (18) module, which includes the Stirling engine (1), the main gas burner (2) to supply thermal energy to the engine head (1), a synchronous linear generator with permanent magnets (3), integrated into the motor housing (1), tuning resonance capacitance (11) at the linear generator (3) output and the engine (1) cooling system (10); converting power electronics (19) module, which includes an inverter (5), a rectifier (7), an electrical energy accumulator (4) and the common AC bus (6) to which the power generating device module (18) tuning capacitance (11) is connected; heat generating device module (20) comprising a heat generator (12), an additional gas burner (13) and an emergency cooler (14); module of adjustable ballast load (9) connected to the common AC bus (6) of the converting power electronics (19) module; automatic control system (17), which signals provide control over the above modules (18), (19), (20), (9) configured to monitor the current and voltage of the linear generator (3), Stirling engine (1) thermal head temperature and control over the activation of the linear generator (3) in a function of the Stirling engine (1) thermal head temperature regime.EFFECT: technical result is an increase in the installation reliability and efficiency by improving the system dynamic stability under transient conditions that arise when electric or thermal loads surges, and also increasing the efficiency.4 cl, 1 dwg Изобретение относится к области теплоэлектроэнергетики и предназначено для обеспечения потребностей в тепле и электроэнергии в производственных и жилых помещениях при отсутствии электропитания от сети. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности установки путем улучшения динамической устойчивости системы при переходных режимах, возникающих при скачках электрической или тепловой нагрузок, а также повышение КПД. Сущность изобретения заключается в том, что устройство включает модуль электрогенерирующего устройства (18), в состав которого входит двигатель Стирлинга (1), основная газовая горелка (2) для подвода тепловой энергии к головке двигателя (1), синхронный линейный генератор с постоянными магнитами (3), интегрированный в корпус двигателя (1), настроечная резонансная емкость (11) на выходе линейного генератора (3) и система охлаждения (10) двигателя (1); модуль преобразовательной силовой электроники (19), в состав которого входит инвертор (5), выпрямитель (7), накопитель электрической энергии (4) и общая шина переменного тока (6), к которой подключена настроечная емкость (11) модуля электрогенерирующего устройства (18); модуль теплогенерирующего устройства (20), в состав которого входит теплогенератор (12), дополнительная газовая горелка (13) и аварийный охладитель (14); модуль регулируемой балластной нагрузки (9), подключенный к общей шине переменного тока (6) модуля преобразовательной силовой электроники (19); систему автоматического управления (17), сигналы которой обеспечивают управление вышеуказанными модулями (18), (19), (20), (9), выполненную с возможностью контроля тока и напряжения линейного генератора (3), температуры тепловой головки двигателя Стирлинга (1) и управления включением линейного генератора (3) в функции температурного режима тепловой головки двигателя Стирлинга (1). 3 з.п. ф-лы, 1 ил.