Паровой роторный двигатель султанова

Паровой роторный двигатель султанова

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: рабочие камеры двух соединенных общим валом двигательных секций соединены между собой трактом рабочего тела, имеющим камеру сгорания. Устройство нагнетания воздуха содержит последовательно соединенные вентилятор и ресивер, расположенные между секциями . Вал выполнен полым, в его полости размещена камера сгорания, разделенная горизонтальной перегородкой, и трубчатозмеевиковый котел. Полость вала в первой секции тракта выполнена овальной и сообщена с полостью камеры сгорания. Полость вала утилизационной секции выполнена цилиндрической с торцовыми крышками и перегородкамис выступами, . контактирующими с внутренними стенками цилиндрической камеры. Подпружиненные заслонки установлены в камерах и взаимодействуют с соответствующими роторами с образованием рабочих камер. Заслонки выполнены с закругленной кромкой и со скошенным торцом по ходу вращения ротора. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л F 01 С 1/356

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГDCIlATFkT СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ОО

С3

М

О (21) 4621944/29 (22) 19,12.88 (46) 07.04.93. Бюл, М 13 (75) А,Ç.Султанов (56) Уокер Г. Двигатели Стирлинга. M.; Машиностроение, 1985, с. 89. (54) ПАРОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

СУЛТАНОВА (57) Сущность изобретения; рабочие камеры двух соединенных общим валом двигательных секций соединены между собой трактом рабочего тела, имеющим камеру сгорания.

Устройство нагнетания воздуха содержит последовательно соединенные вентилятор и ресивер, расположенные между секциями, Вэл выполнен полым, в его полости разИзобретение относится к роторным двигателям.

Цель изобретения — повышение компактности, экономичности и резкого повышения КПД, экологичности, На фиг. 1 изображен поперечный разрез рабочей секции двигателя; на фиг, 2— продольный разрез l, И рабочей секции двигателя; на фиг. 3 — поперечный разрез утилизационной секции двигателя; на фиг, 5— поперечный разрез ротора рабочей камеры с овальной камерой; на фиг. 6, 7 — схема разреза ротора с заслонкой; на фиг. 8— термодинамическая диаграмма двигателя.

Паровой роторный двигатель содержит корпус 1 с осью О, цилиндрический ротор 2 с осью 01, закрепленный на полый вал 3, . Ю 1807219 А1 мещена камера сгорания, разделенная горизонтальной перегородкой, и трубчатозмеевиковый котел. Полость вала в первой секции тракта выполнена овальной и сообщена с полостью камеры сгорания. Полость вала утилизационной секции выполнена цилиндрической с торцовыми крышками и перегородками с выступами, контактирующими с внутренними стенками цилиндрической камеры. Подпружиненные заслонки установлены в камерах и взаимодействуют с соответствующими роторами с образованием рабочих камер. Заслонки выполнены с закругленной кромкой и со скошенным торцом по ходу вращения ротора. 3 з,п. ф-лы, 8 ил, служащий камерой сгорания, взаимодействующий с отверстиями 4, выполненными в перегородках 5, 6, между которыми образуется рабочая камера 7. Со стенками камеры

8 взаимодействует заслонка 9, выполненная с закругленной с радиусом R< и со скошенным под углом аторцом по ходу вращения ротора 2, На крышке камеры 8 выполняется отверстие 10, соединяющееся с атмосферой, B корпусе 1 закреплены под углами а1, а2 дозатор-форсунка 11 и выхлопной патрубок 12. С целью предотвращения охлаждения двигателя (в ДВС на охлаждение расходуется — в дизелях более 20%, в карбюраторных более 30 тепловой энерги 1), резкого повышения экономичности и КПД, наружная поверхность снабжена теплоиэо1807219

20

55 ляцией 13. С целью ускорения нагрева и удержания пламени факела, ротор 2 секции выполнен овальной камерой 14, соединенной с полостью вала 3, С целью большего поглощения тепла отработавших газов, в утилизационных секциях !!-IV роторы 2 выполнены цилиндрическими камерами 15, закрытыми крышками 16, В цилиндрических камерах 15 установлены перегородки 17, выполненные с выступами 18, контактирующими с внутренними стенками цилиндрических камер

15. Для сообщения цилиндрических камер

15, на валу 3 выполнены отверстия 19, С целью обогрева воздуха, поступающего в полость вала З,между перегородками 5, 6 соседних секций выполнен ресивер

20, соединенный трубкой 21, другой конец которой подводится к торцу полости вала 3.

Внутри ресивера 20 на вал 3 насажен вентилятор 22, закрытый кожухом 23, соединенный воэдухоэаборным патрубком 24. На левом конце вала 3 выполнены газоотводящие отверстия 25, соединяющиеся с полостью смесительной камеры 26, закрытой крышкой 27, выхлопной патрубок 28, на которой ближе к центру закреплен конец выхлопного патрубка 12 от рабочей камеры 7.

С целью большего поглощения тепла, в утилизационных секциях III-IV, в полости вала 3 установлены перегородки 29, 30.

Теплообеспечивающая система, содержащая топливные форсунки 31, 32, насос 33, трубу 34, обеспечивающую питательной водой, вставленную для нагрева в патрубок 12, трубчато-змеевиковые котлы 35 и 36, котелок (экран) 37, трубку 38, подводящую нагретую воду к дозатору-форсункам 11, горизонтальную разделительную перегородку 39, закрепленную на торце патрубка

21, который прикреплен на перегородку 5 кронштейном 40, кран 41 и уплотнитель 42.

Работа парового роторного двигателя

Султанова А,З, заключается в следующем.

При помощи насоса 33 по трубке 34 питательной водой наполняются, трубчатозмеевиковые котлы 35, 36 котелок 37, трубка

38. После чего зажигаются топливные форсунки 31, 32, расположенные в противоположных сторонах горизонтальной разделительной перегородки 39, закрепленной на торце трубки 21 через кронштейн

40. Пламя форсунки 31 нагревает ротор 2 и овальную камеру 14 до температуры 1100 С и более, При номинальной установленной мощности температура вод достигает около 1000 С. При этом нагретая вода через дозатор-форсунки 11, установленный в теплоизолированном 13 корпусе 1, подается в рабочую камеру 7. Нагретая вода, попадая на нагретую более 1100 С поверхность ротора 2. отбирая его тепло, следовательно, его охлаждая, превращаясь в перегретый пар, благодаря заслонке 9, взаимодействующей со стенками камеры 8, выполненной с отверстием 10, со скошенным торцом по ходу вращения ротора 2, вал 3, взаимодействующий с отверстиями 4, выполненными в перегородках 5, 6, начинает вращаться (стрелка с буквой в), Термический КПД цикла Карно составТ2 120 + 270 ф Т, 1000 + 270

Эффективный КПД y = „„q, = 0,7 0,95 = .

=0,67(объемная нагревающаяся рабочая камера 7 плотно уплотненная и замкнутая), где ц „— 0,95. Температура отработавших водяных паров после нагрева питательной воды, проходящей по трубе 34, размещенной на выхлопной трубе 12, будет иметь температуру не 120 С, а гораздо меньше, следовательно, термический КПД цикла Карно тоже буде выше! Эффективный КПД ДВС около 0,35 или КПД предложенного двигателя больше в (0,67: 0,35 = 1,9) 1,9 раза. Когда КПД больше вдва раза, расходтоплива уменьшается на столько же. Когда топливо горит при атмосферном давлении токсичность резко уменьшается.

Отработавшие факельные газы, имея высокую температуру из секции !-!I, ударяясь в перегородки 29, 30. проходя по отверстиям 19, цилиндрическим камерам 15, омывая крышки 16, перегородки 17, выступам 18, отдавая свое тепло утилизационным

И!-IV секциям, через тазоотводящие отверстия 25 попадают в смесительную камеру

26, закрытую крышкой 27. Факельные газы, смешиваясь с отработавшими парами, теряют взвешенные частицы, безвредные газы выбрасываются через патрубок 28 в атмосферу, почти не нарушая экологию, .

При повышении частоты вращения вала

3 вентилятор 22, закрытый кожухом 23, засасывая воздух через патрубок 24, ресивер

20, нагревая его до 250-300 С по трубе 21 под избыточным давлением, направляет в полость вала 3, т,е. в камеру сгорания, После прохода уплотнителя 42 наддозатор-заслонкой 11, что равняется повороту ротора2 наугол / 10 вточке "а" (фиг,8) начинается максимальный впрыск насыщенного пара дЬ точки "б" для получения номинальной мощности, После точки "б" впрыск насыщаемого пара уменьшается, а в точке "в" прекращается с тем, когда уплотнитель 42 пересечет левый торец выхлопного патрубка 12, давление в камере 7, в точке

"г" равняется атмосферному и поэтому вы1807219 хлоп происходит без шума. Если мощность двигателя меньше от номинального на 50 А

1 — характер диаграммы по кривой — а, б, в, r, если больше по а, б, в, r е. Диаграмма, л и обозначенная пунктирами — это второй ра- 5 бочей камеры.

Рабочий ход в каждой секции, за каждый оборот ротора 2 длится (фиг. 3, 7, 8) 360 — (а + аг) = 360 — (35 + 10 ) = 315 или больше 315: 85 = 3,7, чем у прототипа. Где 10

85 — продолжительность рабочего хода у прототипа.

Перекрытие рабочих ходов между секциями составляет между точками à, r и а, г, которые равняются 130 поворота ротора. 15

Формула изобретения . 1, Паровой роторный двигатель, содержащий две соединенные общим валом двигательные секции, рабочие камеры которых соединены между собой трактом рабочего 20 тела, включающим камеру сгорания, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения компактности, экономичности и резкого повышения КПД, экологичности, двигатель снабжен полной внешней теплоизоляцией и 25 устройством нагнетания воздуха, включающим последовательно соединенные вентилятор и ресивер, расположенные между секциями, при этом вал выполнен полым, в его полости размещена камера сгорания, разделенная горизонтальной перегородкой, и трубчато-змеевиковый котел, э полость вала в первой секции тракта выполнена овальной и сообщена с полостью камеры сгорания.

2. Двигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что полость вала утилизационной секции выполнена цилиндрической с торцовыми крышками и перегородками с выступами, контактирующими с внутренними стенками цилиндрической камеры.

3, Двигатель по пп. 1 и 2, о т л и ч э юшийся тем, что он снабжен подпружиненными заслонками, установленными в камерах и взаимодействующими с соответствующими роторами с образованием рабочих камер, при этом заслонки выполнены с закругленной рабочей кромкой и со скошенным торцом по ходу вращения ротора.

4. Двигатель по пп, 1-3, отличающийся тем, что он снабжен смесительной камерой с выхлопным патрубком, сообщенной с газоотводящими отверстиями и с выхлопным патрубком рабочего тела.

1807219

1807219

1807219 яа

Составитель А,Султанов

Техред М.Моргентал Корректор M,Куль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101

Заказ 1367 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5