Двигатель

 

Использование: в паросиловых установках, а именно в двигателях, конструктивно объединенных с парогенераторами. Сущность изобретения: двигатель содержит герметичную камеру 1, частично заполненную жидкостью и посредством пароподводящего трубопровода 2 сообщенную с парогенератором 3, подключенным к нижней части камеры 1 гидролинией 4 с установленным в ней перепускным клапаном 5, и размещенную в камере 1 гидротурбину с ротором 6, вращающимся под действием напора жидкости, вытесняемой паром. На наружной поверхности камеры 1 размещен теплообменник 7 системы охлаждения. Ротор 6 гидротурбины выполнен в виде герметичного цилиндрического корпуса, верхняя стенка которого соединена с вертикальным валом 8 съема мощности, в его цилиндрической стенке выполнены тангенциальные щелевые каналы 9, а в нижней стенке - впускные отверстия 10, в каналах 9 и отверстиях 10 установлены обратные клапаны 11. Парогенератор 3 снабжен управляемым клапаном 12 и дополнительным трубопроводом 13, сообщающим парогенератор 3 через управляемый клапан 12 с верхней частью ротора 6. Пароподводящий трубопровод 2 подключен к верхней части камеры 1 и через управляемый клапан 12 к парогенератору 3. 2 ил.

Изобретение относится к паросиловым установкам, а именно, к двигателям, конструктивно объединенным с парогенераторами, и может быть использовано в качестве привода в транспортных силовых установках малой мощности.

Известен тепловой двигатель [1] содержащий корпус с размещенными внутри него сборником конденсата с парогенератором, турбинным колесом, конденсатором и направляющей трубкой для подачи рабочего тела на турбинное колесо, где рабочее колесо расположено между направляющей трубкой и конденсатором, а сборник конденсата разделен на две зоны перегородкой с обратным клапаном, через которую проходит направляющая трубка.

Недостатком известной конструкции является низкая эффективность, т.к. вращение турбины происходит под давлением жидкости на лопатки турбинного колеса.

Задача изобретения повышение эффективности.

Указанная задача решается тем, что в двигателе, содержащем герметичную камеру, частично заполненную жидкостью и посредством пароподводящего трубопровода сообщенную с парогенератором, подключенным к нижней части камеры гидролинией с установленным в ней перепускным клапаном, и размещенную в камере гидротурбину с ротором, вращающимся под действием напора жидкости, вытесняемой паром, причем он снабжен теплообменником системы охлаждения, размещенным на наружной поверхности камеры, ротор гидротурбины выполнен в виде герметичного цилиндрического корпуса, верхняя стенка которого соединена с вертикальным валом съема мощности, в его цилиндрической стенке выполнены тангенциальные щелевые каналы, а в нижней стенке впускные отверстия, при этом в каналах и отверстиях установлены обратные клапаны, парогенератор снабжен управляемым клапаном и дополнительным трубопроводом, сообщающим парогенератор через управляемый клапан с верхней частью полости герметичного корпуса, а пароподводящий трубопровод подключен к верхней части камеры, а к парогенератору через управляемый клапан.

Такое выполнение устройства обеспечивает повышение эффективности вследствие того, что вращение ротора гидротурбины происходит под действием реактивных сил выбрасываемой жидкости через тангенциально направленные щелевые каналы.

На фиг. 1 показан двигатель, общий вид, на фиг. 2 показана цилиндрическая стенка, разрез.

Двигатель содержит герметичную камеру 1, частично заполненную жидкостью и посредством пароподводящего трубопровода 2 сообщенную с парогенератором 3, подключенным к нижней части камеры 1 гидролинией 4 с установленным в ней перепускным клапаном 5, и размещенную в камере 1 гидротурбину с ротором 6, вращающимся под действием напора жидкости, вытесняемой паром, на наружной поверхности камеры 1 размещен теплообменник 7 системы охлаждения, ротор 6 гидротурбины выполнен в виде герметичного цилиндрического корпуса, верхняя стенка которого соединена с вертикальным валом 8 съема мощности, в его цилиндрической стенке выполнены тангенциальные щелевые каналы 9, а в нижней стенке впускные отверстия 10, в каналах 9 и отверстиях 10 установлены обратные клапаны 11, парогенератор 3 снабжен управляемым клапаном 12 и дополнительным трубопроводом 13, сообщающим парогенератор 3 через управляемый клапан 12 с верхней частью ротора 6, пароподводящий трубопровод 2 подключен к верхней части камеры 1 и через управляемый клапан 12 к парогенератору 3.

Двигатель работает следующим образом.

В исходном состоянии жидкость (дистиллированная вода) частично заполняет герметичную камеру 1, ротор 6 и парогенератор 3. Управляемый клапан 12 и перепускной клапан 5 закрыты. В результате парообразования давление внутри парогенератора 3, нагретого от внешних источников, повышается. Управляя клапаном 12, осуществляется кратковременный доступ пара в камеру 1 через трубопровод 2. Трубопровод 13 находится в запертом состоянии. Давление в камере 1 повышается и жидкость через отверстие 10 вливается во внутреннюю полость ротора 6. Обратные клапаны 11 в щелевых каналах 9 закрыты. В результате конденсации пара давление в камере 1 падает. При этом, управляя клапаном 12, осуществляют кратковременный доступ пара, в верхнюю часть ротора 6 через трубопровод 13. Давление в верхней части ротора 6 увеличивается и жидкость с реактивной силой выбрасывается через тангенциальные щелевые каналы 9, что приводит во вращательное движение ротор 6 с валом 8. Далее в результате конденсации пара давление в верхней части ротора 6 падает и уравнивается с давлением в камере 1. При этом, если давление в камере 1 превышает давление в парогенераторе 3, то по гидролинии 4 через перепускной клапан 5 жидкость переливается в парогенератор 3 до выравнивания давлений. Далее рабочий цикл повторяется. Камера 1 будет охлаждаться в процессе работы установки теплообменником 7 системы охлаждения.

Формула изобретения

Двигатель, содержащий герметичную камеру, частично заполненную жидкостью и посредством пароподводящего трубопровода сообщенную с парогенератором, подключенным к нижней части камеры гидролинией с установленным в ней перепускным клапаном, и размещенную в камере гидротурбину с ротором, вращающимся под действием напора жидкости, вытесняемой паром, отличающийся тем, что он снабжен теплообменником системы охлаждения, размещенным на наружной поверхности камеры, ротор гидротурбины выполнен в виде герметичного цилиндрического корпуса, верхняя стенка которого соединена с вертикальным валом съема мощности, в его цилиндрической стенке выполнены тангенциальные щелевые каналы, а в нижней стенке впускные отверстия, причем в каналах и отверстиях установлены обратные клапаны, парогенератор снабжен управляемым клапаном и дополнительным трубопроводом, сообщающим парогенератор через управляемый клапан с верхней частью полого герметичного корпуса, паропроводящий трубопровод подключен к верхней части камеры, а к парогенератору через управляемый клапан.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2