Водореактивный паровой прямоточный движитель

Изобретение относится к судостроению и может использоваться в энергетике, в насосостроении и в системах отопления. Водореактивный паровой прямоточный движитель имеет котел, водовод и нагреватель. Водовод движителя выполнен в виде трубы со входной и выходной подпружиненными заслонками, ограничивающими рабочую зону. При этом котел установлен в пределах рабочей зоны у верхней поверхности трубы водовода, и его полости сообщены с полостью трубы водовода в рабочей зоне над нагревателем. Котел такого движителя может быть выполнен по форме параллелепипеда или являться кольцевым. Движитель может быть выполнен с дополнительными котлами и нагревателями. Изобретение позволяет расширить возможности применения разнообразных источников в нагревателе, повысить экономичность движителя и снизить непроизводительные затраты энергии. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Движитель предназначен для использования в народном хозяйстве в кораблестроении, в энергетике в комплекте с турбиной, а также в системах отопления и насосостроении.

Известны как аналоги водяные движители с механическим перемещением жидкости типа водометов.

Ближайшим прототипом, который я знаю и привел ранее в заявке 15.06.06 «Движитель водореактивный паровой прямоточный», но литературы не нашел, является игрушка в виде модели катера с движителем, основанном на использовании взрывного характера парообразования для ускорения реактивного эффекта движения рабочего тела и состоявшем из квадратного, 20×20 мм, котла высотой 4 мм с верхней гранью-мембраной, двумя трубками-водоводами, диаметром около 4-х мм в нижней грани-днище, направленными к корме. Предварительно заполненный водой и подогреваемый снизу движитель довольно энергично перемещал кораблик. Недостатком устройства было быстрое, усталостное разрушение мембраны и превращение в пар всего объема жидкости в зоне подогрева (чем страдает и устройство по вышеприведенной заявке), поскольку площадь проходного сечения котла должна быть не менее сечения водовода, что снижало эффективность устройства.

Конструкция в статическом состоянии

На Фиг.1 представлена кинематическая схема движителя с внешним котлом прямоугольного плана и поперечным разрезом на Фиг.2, а на Фиг.3 - вариант конструкции с кольцевым котлом и поперечным разрезом на Фиг.4.

Движитель (Фиг.1 и 3) состоит из водовода 1 в виде трубы предпочтительно прямоугольного сечения, с укрепленным(и) у ее верхней поверхности тонкополостным(и) (т.е. малым расстоянием между верхней и нижней стенками) внешним(и) котлом(ами) 2 в виде, например, параллелепипеда (Фиг.2) или свернутого в кольцо (Фиг.4) так, что их полости сообщаются с полостью трубы в рабочей зоне, которая отделена подпружиненными входной и выходной заслонками-клапанами 3, установленными, например, жесткими на шарнирах, либо жестко закрепленными упругими, и нагревателя(ей) котлов 4, как на Фиг.2 или 3, причем обеспечивается возможность установки нагревателя внутри кольцевого котла и применения внешней теплоизоляции.

Конструкция в динамике

При вскипании жидкости в котле 1 пар проникает за выходную заслонку 2, частично конденсируется и подогревает жидкость, придает ей ускорение, а взрывообразно увеличившийся из остатка жидкости в котле объем пара открывает выходную заслонку, увеличивая скорость и инерцию движущейся по трубе жидкости, при этом резко повышается объем разреженного пространства за заслонкой, процесс, провоцируемый быстрой конденсацией пара и демпфированием котла, создающий условие для кавитации, - разреженное пространство - схлопывается и подсасывает в котел, через входную заслонку, очередную порцию жидкости, создавая эффект насоса. Процесс повторяется. Использование варианта с кольцевым котлом по Фиг.3 и 4 позволяет производить нагрев от, например, вторичного контура атомной энергоустановки.

Технические результаты применения изобретения

Они заключаются в расширении возможности применения разнообразных источников энергии в нагревателе, в повышении экономичности и КПД движителя за счет расположения всасывающего обреза трубы в передней части судна, возможности, а также в простоте конструкции, возможности применения выпускаемых промышленностью материалов и действующих технологий, кроме того, разделение объемов водовода и котла увеличивает производительность за счет уменьшения объема жидкости, нагреваемой в единицу времени, а применение внешней теплоизоляции снижает непроизводительные затраты энергии, что в сумме повышает КПД устройства.

1. Водореактивный паровой прямоточный движитель, содержащий котел, водовод и нагреватель, отличающийся тем, что водовод выполнен в виде трубы со входной и выходной подпружиненными заслонками, ограничивающими рабочую зону, при этом котел установлен в пределах рабочей зоны у верхней поверхности трубы водовода и его полости сообщены с полостью трубы водовода в рабочей зоне над нагревателем.

2. Движитель по п.1, отличающийся тем, что котел выполнен по форме параллелепипеда.

3. Движитель по п.2, отличающийся тем, что котел является кольцевым.

4. Движитель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что он выполнен с дополнительными котлами и нагревателями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к судостроению и касается создания реактивных паровых движителей и рулевых устройств. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к движетелям судов и других плавсредств сравнительно небольшого водоизмещения. .

Изобретение относится к судостроению, а именно к движетелям судов и других плавсредств сравнительно небольшого водоизмещения. .
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для создания водометов, например водометных судовых движителей. .
Судно // 2072160

Изобретение относится к судостроению, а именно к водореактивным движителям, и может быть использовано в качестве привода для судов различного назначения, а также в качестве двигателя-насоса для циркуляционных контуров.

Изобретение относится к судостроению , а именно к водометным движителям. .

Изобретение относится к судостроению , а именно к газоводометному движителю судна. .

Изобретение относится к судостроению . .

Изобретение относится к судовым движителям, а именно к водометным движителям моторных лодок

Изобретение относится к области морского и речного флота, в которых используются суда на воздушной подушке с реактивными газопаротурбинными установками. Для работы установок применяется пресная вода, запасенная в емкостях, являющаяся энергоносителем. Реактивное судно на воздушной подушке содержит корпус, ограждение корпуса, размещенные в корпусе емкости для пресной воды, центробежные вентиляторы для нагнетания сжатого воздуха под днище корпуса и создания воздушной подушки и газопаротурбинные установки для работы центробежных вентиляторов, реактивные газопаротурбинные установки для движения судна, установленные на палубе, с использованием в них воды в качестве энергоносителя и получения полезной мощности и силы тяги, установленный в корпусе судна парогенератор на отработанных водороде и кислороде с температурой 500-550°С, соединенный главным паропроводом с коллектором пара реактивной газопаротурбинной установки и холодильником для охлаждения отработанных в парогенераторе водорода и кислорода, подсоединенным к накопительной емкости и распределительному устройству, парогенератор, подключенный к системе охлаждения реактивной газопаротурбинной установки на жидкометаллическом теплоносителе, соединенный с паровой турбиной и с главным паропроводом, подсоединенной к электрогенератору, включенному на электрощит и к конденсатору, источник питания плазмохимических реакторов реактивной газопаротурбинной установки, подключенный к электрощиту. Новым в изобретении является то, что реактивная газопаротурбинная установка включает корпус с диффузором для входа атмосферного воздуха с установленным в нем в обтекателе пусковым двигателем, реактивное сопло для создания силы тяги с размещенными в нем конусом и форсунками для впрыскивания водорода или углеводородного топлива, для форсирования установки и увеличения силы тяги, и два силовых блока, установленные в корпусе, содержащие термодиссоционную газотурбинную установку и паротурбинную установку, соединенные валом с одной стороны с электрогенератором, включенным на электрощит, а с другой - с высоконапорным вентилятором для создания движения воздуха в кольцевом канале между корпусом и силовыми блоками, и центробежным компрессором, подсоединенным к камерам сгорания, равномерно расположенным по окружности для сгорания продуктов диссоциации - водорода и кислорода и создания силы тяги. Новым в изобретении является также то, что термодиссоционная газотурбинная установка для получения источника энергии - водорода и кислорода, и полезной мощности, выполнена с плазмохимическими реакторами, равномерно расположенными по окружности для термической диссоциации водяного пара и получения водорода и кислорода с температурой, превышающей 2500°С, и высоким давлением, подключенные к источнику питания, сообщающиеся с одной стороны с помощью диска-клапана, имеющего отверстия для входа пара и кольцевые лабиринтовые уплотнения, вращающегося с заданной частотой, с коллектором пара, а с другой соединены с расширяющимися соплами и цилиндрами волновых компрессоров, имеющими форсунки для впрыскивания в них воды или жидкого металла, подсоединенные к газовой турбине, укрепленной на валу, соединенном с электрогенератором, снабженной выпускным патрубком для выпуска отработанных водорода и кислорода в парогенератор. Новым в изобретении является также то, что плазмохимические реакторы для термической диссоциации водяного пара и получения водорода и кислорода с температурой, превышающей 2500°С, расширяющиеся сопла и цилиндры волновых компрессоров имеют рубашки для циркуляции охлаждающей жидкости - жидкометаллического теплоносителя и воды, для охлаждения стенок сопел - анодов плазмохимических реакторов. Новым в изобретении является также то, что плазмохимические реакторы содержат корпус с рубашкой, сообщающийся с охлаждаемым соплом - анодом, с расположенным в корпусе на заданном расстоянии от его стенок электродом-катодом, укрепленным в устройстве подключенным к источнику питания, с размещенной в корпусе форсункой для впрыскивания легкоионизирующей присадки или несколько плазмохимических реакторов с размещенными в них форсунками для впрыскивания легкоионизирующей присадки расположены в одном блоке, соединенном с расширяющимися соплами волновых компрессоров с одной стороны, а с другой сообщаются с диском-клапаном, имеющим отверстия для входа пара и кольцевые лабиринтовые уплотнения, или несколько плазмохимических реакторов, расположенных в одном блоке, содержат корпусы с рубашкой, крышкой и колпаком, с укрепленными в корпусах на заданном расстоянии от их стенок в слое электроизоляции электродами-катодами, сообщающиеся с охлаждаемыми соплами-анодами, при этом на блоке плазмохимических реакторов расположен клапанный механизм с впускным клапаном для впуска водяного пара, клапанный механизм включает патрубок для входа пара, соединенный с коллектором, подсоединенным к корпусам плазмохимических реакторов, с размещенным на коллекторе впускным клапаном, с ограничителем и пружиной для впуска водяного пара. Новым в изобретении является также то, что паротурбинная установка для сгорания водорода в кислороде и получения полезной мощности выполнена с осевым компрессором, подсоединенным к распределительному устройству, последовательно соединенным с соединительными цилиндрами, камерами сгорания, равномерно расположенными по окружности, включающими форсунки для воспламенения водорода в кислороде за счет впрыскивания газообразных струй продуктов термической диссоциации электропроводной жидкости и комбинированные форсунки для впрыскивания газообразной смеси продуктов термической диссоциации электропроводной жидкости и углеводородного топлива, с расширяющимися соплами и цилиндрами волновых компрессоров, подсоединенные к паровой турбине, укрепленной на валу, соединенном с термодиссоционной газотурбинной установкой и электрогенератором, снабженной выпускным патрубком для выпуска отработанного пара в конденсатор, при этом осевой компрессор выполнен двухкорпусным с приемной камерой, с шарнирно укрепленной на ней заслонкой для входа атмосферного воздуха, причем второй корпус снабжен впускным патрубком для входа продуктов диссоциации - водорода и кислорода, из распределительного устройства. Новым в изобретении является также то, что форсунка для воспламенения водорода в кислороде содержит корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенными с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей днище с отверстиями для выхода газовых струй. Новым в изобретении является также то, что комбинированные форсунки содержат корпус с патрубками для подачи электропроводной жидкости, соединенные с цилиндрическими каналами, расположенными внутри корпуса в слое электроизоляционного материала, параллельно размещению топливной форсунки, с одной стороны которых установлены электроды, подключенные к генератору импульсов, а с другой выполнены сопла, направленные под углом друг к другу и сообщающиеся с взрывной камерой форсунки, имеющей сопло для выхода газовых струй. Достигается увеличение скорости движения. 18 ил.

Изобретение относится к области судостроения и касается вопросов эвакуации, спасания и выживания персонала аварийных морских нефтегазовых сооружений, транспортных и технологических судов в ледовых условиях. Предложена спасательная шлюпка закрытого типа для эвакуации и спасания персонала с морских объектов в ледовых условиях, содержащая корпус, двигательно-движительный комплекс, включающий расположенные в корпусе шлюпки, побортно установленные баллоны высокого давления газа и связанные с ними через управляемые задвижки реактивные сопла-движители, причем баллоны высокого давления газа размещены в защитных контейнерах и установлены с возможностью их демонтажа, а реактивные сопла-движители присоединены непосредственно к корпусам баллонов высокого давления газа. При этом двигательно-движительный комплекс спасательной шлюпки дополнен движительным устройством в виде откидной поворотной винто-рулевой колонки с силовым приводом. Предлагаемая спасательная шлюпка позволяет повысить безопасность при эвакуации спасаемого персонала с морских объектов в ледовых условиях. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх