Двигатель внутреннего сгорания полякова в.и. и гидроэлектростанция

Двигатель внутреннего сгорания полякова в.и. и гидроэлектростанция

Реферат

 

Изобретение может быть использовано в составе силовых агрегатов в автономных транспортных средствах, в частности для создания автономных нагнетательных установок для перекачивания жидких, газообразных, газожидкостных материалов, воздушно-компрессионной и паро-эжекционно-компресионной холодильных установок, гидродвигателя и энергоблоков приливных и речных гидроэлектростанций. Изобретение позволяет снизить токсичность продуктов сгорания и довести КПД двигателя до 45-48%, что на 3-8% лучше, чем у поршневых двигателей. Двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндрического корпуса, торцевых крышек с подшипниками и уплотнениями и эксцентрично размещенного в них оребренного ротора с уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, опирающихся на ребра ротора и корпус. Он оснащен нагнетателем и регулятором соотношения топлива и воздуха, а также расширителем. 7 с. и 11 з.п.ф-лы, 26 ил.

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, которые применяются в составе силовых агрегатов в автономных транспортных средствах (автомобилях, тракторах, тягачах, мотоциклах, тепловозах, судах, летательных аппаратах), электростанциях, компрессорных, насосных, газомотокомпрессорных и холодильных установках.

Известны конструкции роторных, роторно-поршневых двигателей внутреннего сгорания. Основными преимуществами роторно-поршневых и роторных двигателей, по сравнению с наиболее распространенными поршневыми, являются значительно меньшая материалоемкость, компактность, короткое время для достижения нужной частоты вращения ротора. (См., например, ж. "За рулем". 12, 1997; 2, 1998). Однако из-за ненадежности уплотнений, повышенной токсичности продуктов сгорания они не получили широкого распространения.

Прототипом предлагаемого изобретения является роторный двигатель внутреннего сгорания по патенту Р.Ф. N 2028476 (C1; 6 F 02 В 53/00) с рабочими камерами непрерывного сгорания топливовоздушной смеси, образованными полым цилиндрическим корпусом, торцевыми крышками с подшипниками и эксцентрично расположенным в корпусе цилиндрическим ротором с плоскими подвижными лопатками-уплотнителями, находящимися в полостях цилиндрического ротора. Все детали, ограничивающие рабочий объем камер сгорания, выполнены из углерод-углеродного композита или термостойкой керамики. Поверхности камеры сгорания и свечи накаливания покрыты катализатором, увеличивающим скорость химических реакций. Внутренняя поверхность цилиндрического корпуса, торцевые уплотнительные шайбы покрыты термостойким антифрикционным составом, например, на основе графита. Опытный двигатель с ротором диаметром 120 мм, длиной 100 мм при частоте вращения 6000 об.мин, массе 12 кг имел мощность 24 кВт, что на единицу мощности в 5-10 раз лучше, чем у поршневых двигателей.

Прототипом заявленного изобретения "гидроэлектростанция" является техническое решение по кн.: "Гидроэнергетика", Москва, "Энергоиздат", 1981 под ред. В.И. Обрезкова стр. 23, 25, 33.

Двигатель прототип имеет следующие недостатки. Недостаточно полное использование внутреннего объема цилиндрического корпуса для размещения изменяемых камер сгорания. Массивные ротор и лопатки существенно ограничивают возможности увеличения диаметра, длины ротора и мощности двигателя. Автор изобретения прототипа рекомендует применять его для маломощных двигателей шлюпок, моторных лодок и т. п. Неизбежность быстрого повышенного износа покрытого изнутри антифрикционным составом и катализатором корпуса и уплотнительных элементов в форме торцевых шайб и плоских лопаток, истирающихся в процессе работы о внутреннюю поверхность корпуса. Центробежные силы, прижимающие лопатки к поверхности, в рабочем диапазоне частот вращения ротора будут достаточно велики. Силы трения лопаток о поверхность корпуса будут соответственно весьма значительны. Износ поверхностей трения, работающих без смазки при высоких температурах, всегда будет ускоренным. Неполное удаление продуктов сгорания. Из рабочих камер сгорания через канал для выпуска за счет перепада давления в доли секунды его открытия успевает выходить только часть продуктов сгорания, а определенное количество их остается и смешивается с каждой новой порцией топливовоздушной смеси, что снижает экономичность двигателя. При этом продукты сгорания выходят из двигателя с избыточным давлением. Потенциальная энергия продуктов сгорания теряется в окружающую среду. Необходимость использования малораспространенных и дорогостоящих материалов для изготовления деталей, ограничивающих рабочий объем, в частности, углеродного композита или термостойкой керамики. Это значительно удорожает себестоимость двигателя и эксплуатационные расходы. Повышенные потери тепла через стенки камер сгорания, нестабильность теплового режима, которые снижают экономичность работы двигателя и повышают токсичность продуктов сгорания.

Указанные недостатки устранены в предлагаемом изобретении.

Задача изобретения направлена на снижение себестоимости двигателя и эксплуатационных расходов, на повышение экономичности работы двигателя, на понижение токсичности продуктов сгорания.

Задача изобретения достигается выполнением: двигателя внутреннего сгорания, образованного полым цилиндрическим корпусом, торцевыми крышками с подшипниками и эксцентрично расположенным в корпусе цилиндрическим ротором с подвижными уплотнительными элементами, уплотнительные элементы выполнены в виде цилиндрических тел вращения, опирающихся на ребра ротора и внутреннюю поверхность корпуса; двигателя по п.1, корпус которого выполнен в виде двух параллельных пересекающихся цилиндров, в меньшем из которых эксцентрично размещен полый вал с полым ротором, имеющим полые подвижные пластины с бортами в ребрах ротора и уплотнительные элементы в виде цилиндрических тел вращения; двигателя по п.1, корпус которого плотно закрыт теплозащитным кожухом, при этом полое пространство между кожухом и корпусом, на наружной поверхности которого имеются ребра прочности, служит подогревателем и смесителем топлива и воздуха, а часть каналов в теле корпуса использована под парогенератор для получения пара и вытеснения им продуктов сгорания из рабочих камер; двигателя по п.1, на концах ребер ротора которого закреплены сменные накладки, а поверхности ротора, не подвергающиеся износу от трения, покрыты химическими активными материалами, в частности палладием, платиной, родием по алюминию; двигателя по п.1 с регулятором соотношения топлива и окислителя, состоящим из закрепленного на упругосиловой опоре стержня, который своей заслонкой открывает сопло, пропускающее топливо к камерам сгорания, и имеет обратную связь с датчиками параметров работы двигателя через автоматические регуляторы температуры, давления, частоты вращения вала, содержания токсичных и других веществ в патрубках выпуска продуктов сгорания, посылающие управляющие сигналы стержню через связанные с ним исполнительные механизмы, а управляет подачей окислителя рычаг, связанный кинематической цепью с заслонкой, пропускающей сжатый воздух, и электрической цепью со стержнем через реостат и электромагнит; двигателя по п.1, на валу которого закреплен ротор нагнетателя воздуха, например, пластинчатого, лопаточного, турбинного или состоящего из цилиндрического корпуса, эксцентрично размещенного в нем оребренного ротора с уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, торцевых крышек, всасывающего и напорного патрубков, при этом напорный патрубок нагнетателя соединен воздуховодом с входным воздушным патрубком двигателя; двигателя по п. 1 с установленными на общем валу нагнетателем и расширителем, каждый из которых состоит из цилиндрического корпуса с эксцентрично размещенным в нем оребренным ротором и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, при этом входной канал подачи топливовоздушной смеси, патрубки выпуска продуктов сгорания и пара из парогенератора двигателя соединены с расширителем через парогазовую камеру сжигания топливовоздушной смеси; двигателя по п.1 в виде нескольких модулей одинаковой или разной мощности и типоразмеров, соединенных общими рамой, системой электроснабжения, топливоснабжения, охлаждения, пультом контроля и управления, а также валом, передающим суммарный крутящий момент; двигателя по п.1 с перфорированным патрубком, вставленным в нижний полый корпус эжектора и соединенным через промежуточный трубопровод с патрубком вывода продуктов сгорания; двигателя по п.1 с установленным на валу полым стаканом, внутри которого размещен заполненный жидкостью подвижный полый эластичный элемент, ведущие диски с фрикционными накладками и подшипник ведомого вала с ведомыми дисками, снаружи он снабжен двумя антирезонансными эксцентричными дисками и электрической обмоткой возбуждения, при этом стакан размещен внутри корпуса обратимой электрической машины и с торца закрыт фланцем с вторым подшипником ведомого вала; двигателя по п.1 с подачей разных компонентов топлива в камеры сгорания двумя каналами, при этом канал для первого компонента размещен в начале области сжатия, а второй канал для другого компонента находится в области окончания сжатия первого компонента; двигателя по п. 1 с надетыми на цилиндрические вращающиеся детали или узлы антирезонансными дисками разной массы, внутренние отверстия которых эксцентричны внешним окружностям, причем диски имеют возможность проскальзывания во время вращения; двигателя внутреннего сгорания автономной нагнетательной установки, образованного полым цилиндрическим корпусом, торцевыми крышками с подшипниками и эксцентрично расположенным в корпусе цилиндрическим ротором с подвижными уплотнительными элементами, причем двигатель выполнен с установленными на общем валу последовательно соединенными дополнительными нагнетателями, состоящими из цилиндрических корпусов с эксцентрично размещенными в них оребренными роторами и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, а трубопроводы между нагнетателями и после последнего нагнетателя оснащены теплообменниками "труба в трубе" с патрубками, которые соединены с соответствующими патрубками двигателя и нагнетателей для циркуляции охлаждающей жидкости и выпуска продуктов сгорания; двигателя внутреннего сгорания автономной воздушно-компрессионной холодильной установки, образованного полым цилиндрическим корпусом, торцевыми крышками с подшипниками и эксцентрично расположенным в корпусе цилиндрическим ротором с подвижными уплотнительными элементами, выполнен с установленными на общем валу дополнительными нагнетателями и расширительной машиной, каждый из которых состоит из цилиндрических корпусов с эксцентрично размещенными в них оребренными роторами и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, при этом по крайней мере у одного из нагнетателей напорный патрубок соединен со всасывающим через охладитель воздуха, расширительную машину и последовательно установленные теплообменники, один из которых размещен в камере охлаждения, а другой вне камеры; двигателя внутреннего сгорания для автономной паро-эжекционно-компрессионной холодильной установки, образованного полым цилиндрическим корпусом, торцевыми крышками с подшипниками и эксцентрично расположенным в корпусе цилиндрическим ротором с подвижными уплотнительными элементами, выполненного с установленными на общем валу дополнительными нагнетателями, каждый из которых состоит из цилиндрических корпусов с эксцентрично размещенными в них оребренными роторами и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, при этом по крайней мере у одного из нагнетателей напорный патрубок соединен со всасывающим через конденсатор хладоагента, регулирующий вентиль, испаритель хладоагента, размещенный в камере охлаждения, и всасывающий патрубок парового эжектора, а в нагнетательный патрубок последнего хладоагент в виде пара поступает от двух теплообменников, обогреваемых продуктами сгорания и жидкостью, охлаждающей двигатель; двигателя внутреннего сгорания для применения в качестве гидродвигателя, образованного корпусом, торцевыми крышками с подшипниками и эксцентрично расположенным в корпусе цилиндрическим ротором с подвижными уплотнительными элементами, выполненного с имеющим входной направляющий сужающийся патрубок, причем корпус выполнен в виде одного или двух пересекающихся цилиндров с торцевыми крышками, в меньшем из которых эксцентрично размещен вал с оребренным ротором и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, при этом угол между входным и выпускным окнами в корпусе составляет менее 180^o, а ротор оснащен полыми подвижными пластинами с бортами и упругими элементами; двигателя внутреннего сгорания для применения в качестве гидродвигателя плавучего автономного самоустанавливающегося энергоблока сборной плотины гидроэлектростанции, образованного корпусом, торцевыми крышками с подшипниками и эксцентрично расположенным в корпусе цилиндрическим ротором с подвижными уплотнительными элементами, выполненного в виде цилиндра с отверстием для выпуска воздуха и двумя входными патрубками с эластичными резинотканевыми клапанами, фартуком с окном, и закрепленным на одном из патрубков электрогенератором, и эксцентрично размещенным в цилиндре ротором с ребрами и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения; гидроэлектростанции, содержащей водоем, плотину, неподвижные береговые опоры, гидродвигатель, электрогенератор, выполненной из имеющих возможность поворота закрепленных нижними концами за дно водоема и размещенных в ряд между неподвижными береговой и шлюзовой опорами множества полых плавучих автономных самоустанавливающихся энергоблоков, каждый из которых оснащен гидродвигателем, состоящим из цилиндрического корпуса, с сужающимися направляющимися патрубками и эксцентрично размещенного в нем оребренного ротора с уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, при этом каждый энергоблок снабжен также рыбозащитной сеткой, балластом, лебедкой с подвижными заслонками, обратными клапанами, редуктором, соединяющим гидродвигатель с электрогенератором, а обладающие подъемной силой полые герметичные двухполотные ворота шлюза закреплены на общей вертикальной оси с возможностью поворота и примыкания к неподвижной шлюзовой и береговой опорам.

Для повышения степени сжатия топливовоздушной смеси и единичной мощности, а также уменьшения массы ротора двигатель может быть выполнен с корпусом, образованным двумя параллельными пересекающимися цилиндрами, в меньшем из которых эксцентрично размещен полый вал с насаженным полым ротором, имеющим в ребрах полые подвижные пластины с бортами и уплотнители в виде цилиндров.

С целью снижения потерь тепла в окружающую среду и использования его для подогрева и перемешивания топливовоздушной смеси корпус двигателя плотно закрыт теплозащитным кожухом. Полое пространство между кожухом и корпусом, на наружной поверхности которого имеются ребра прочности, служит подогревателем и смесителем топлива и воздуха. При этом в теле корпуса предусмотрены полые каналы, часть из которых использована под парогенератор для получения пара и вытеснения им продуктов сгорания из рабочих камер.

С целью достижения высокой полноты уплотнения, уменьшения токсичности продуктов сгорания и износа ребер ротора на концах ребер закрепляют сменные накладки, при этом накладки и цилиндрические уплотнители изготавливают из материала, поддающегося приработке трением, например, металла, металлокерамики, керамики, торцевые крышки и венцы цилиндрического корпуса перед сборкой притирают до достижения герметичности и совместно маркируют, а поверхности ротора, не подвергающиеся износу от трения, покрывают химически активными материалами, в частности палладием, платиной, родием по алюминию.

Для уменьшения токсичности продуктов сгорания двигатель выполнен с регулятором соотношения топлива и окислителя, состоящим из закрепленного на упругосиловой опоре стержня, который своей заслонкой открывает сопло, пропускающее топливо в канал к камерам сгорания, и имеет обратную связь с датчиками параметров работы двигателя через автоматические регуляторы температуры, давления, частоты вращения вала, содержания токсичных и других веществ в патрубке выпуска продуктов сгорания, посылающие управляющие сигналы стержню через связанные с ним исполнительные механизмы, а управляет подачей окислителя рычаг, связанный кинематической цепью с заслонкой, пропускающей сжатый окислитель, например воздух, и электрической цепью через реостат и электромагнит со стержнем.

Такое устройство двигателя с встроенным регулятором позволяет отказаться от применения традиционного инжектора и оптимизировать соотношение топлива и окислителя. При необходимости увеличения крутящего момента на валу двигателя оно сначала увеличивает подачу воздуха и только после этого увеличивает подачу топлива, а перед снижением крутящего момента сначала уменьшает подачу топлива, а после этого воздуха. Регулятор дает возможность непрерывно контролировать качество сжигания топливовоздушной смеси и избегать недожога топлива за счет недостатка окислителя, а также предотвращать аварийные ситуации вследствие отклонения параметров работы двигателя от предельно допустимых значений по любым причинам. Он может применяться также для регулирования работы поршневых и других двигателей, котлов и устройств, имеющих камеры сгорания топлива.

Для повышения степени сжатия топливовоздушной смеси, экономичности двигателя и снижения материалоемкости на валу двигателя может быть установлен ротор дополнительного нагнетателя, например, лопаточного, турбинного. Пластинчатого или выполненный подобно двигателю в виде корпуса со всасывающим и нагнетательным патрубками, эксцентрично размещенным в корпусе оребренным ротором и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, при этом напорный патрубок нагнетателя соединен воздуховодом с входным воздушным патрубком двигателя.

С целью дальнейшего повышения единичной мощности двигателей и снижения себестоимости их изготовления за счет организации производства параметрического ряда двигателей различной мощности из унифицированных деталей и узлов двигатель, состоящий из цилиндрического корпуса и эксцентрично размещенного в нем ротора с цилиндрическими уплотнительными элементами, может быть выполнен в виде нескольких модулей одинаковой или разной мощности и типоразмеров, соединенных общими рамой, системой электроснабжения, топливоснабжения, охлаждения, пультом контроля и управления, а также валом, передающим суммарный крутящий момент. Известно, что эффективный коэффициент полезного действия (КПД) в % составляет: 34-42 для двигателей внутреннего сгорания, 42-43 для паротурбинных двигателей, 35-40 для газотурбинных двигателей, 47-52 для парогазотурбинных двигателей, 15-20 для магнитогазодинамических генераторов, 52-55 для магнитогазодинамических установок, включающих в себя МГДГ и ПТД, 20-25 для солнечных электрогенераторов, 3-10 по отношению к энергии природного урана для ядерных ПТД и ГТД с реакторами на быстрых нейтронах. В связи с ограничениями, накладываемыми реальными условиями, каждый из преобразователей энергии имеет свою область применения. Предложенный роторный двигатель внутреннего сгорания с уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения или цилиндров может иметь КПД, равный или немного больше, чем у лучших поршневых двигателей, и поэтому имеет широкую перспективу применения. Однако существенно увеличить полезное использование теплоты сгорания топлива представляется возможным только при комплексном использовании тепла, теряемого в окружающую среду. В дополнение к известным устройствам, применяемым для этой цели, предлагаются следующие.

Для более полного использования энергии топлива двигатель выполнен с установленными на общем валу нагнетателем и расширителем, каждый из которых состоит из цилиндрического корпуса с эксцентрично размещенным в нем оребренным ротором и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, при этом входной канал подачи топливовоздушной смеси, патрубки выпуска продуктов сгорания и пара из парогенератора двигателя соединены с расширителем через парогазовую камеру сжигания топливовоздушной смеси.

С целью комплексного использования теплоты сгорания топлива двигатель может быть выполнен с перфорированным патрубком, вставленным в нижний полый конус эжектора и соединенным через промежуточный трубопровод с патрубком вывода продуктов сгорания. Это позволяет использовать двигатель одновременно в качестве эрлифтной и водогрейной установки для подъема воды из скважин, колодцев для орошения, других технических нужд, а также для нагрева и циркуляции воды в отопительных системах жилых и производственных зданий и сооружений.

При запуске машин, для выведения из состояния покоя их рабочих органов требуется одновременно преодолеть силы трения покоя, рабочие нагрузки и силы трения движущихся рабочих органов. Для этого на валу двигателя при запуске требуется иметь крутящий момент значительно больший, чем во время движения. С целью облегчения запуска двигатели оснащают муфтами сцепления, которые с помощью рычажных или рычажно-гидравлических механизмов включают вручную после достижения двигателем требуемой частоты вращения вала. При этом во время каждого запуска двигателю дают значительно больше топлива, чем необходимо, чтобы не наступила остановка двигателя из-за недостатка мощности. В автомобилях последних моделей двигателя оснащают автоматическими муфтами сцепления, выполненными в виде гидромашин. Однако последние требуют тщательного высококвалифицированного технического обслуживания и контроля с использованием специальных технических средств. Автомашины с гидромуфтами, во избежание разрушения муфты и двигателя, не разрешается буксировать. Для ремонта их можно доставлять в техцентр только с помощью специальной машины эвакуатора. Автомобильные двигатели внутреннего сгорания с автоматическими муфтами сцепления расходуют на 8-10% топлива больше, чем с муфтами, управляемыми вручную. Кроме указанных недостатков следует отметить, что пока двигатели оснащают отдельными стартовыми электродвигателями и генераторами электрического тока.

Современные двигатели имеют еще один существенный недостаток. Вследствие неуравновешенности быстровращающихся масс их относят к группе машин с повышенной вибрацией и износом. Для предотвращения опасных разрушением двигателя резонансных колебаний валы двигателей оснащают противовесами, маховиками, а сами двигатели устанавливают на амортизаторах. Все перечисленные мероприятия существенно увеличивают общую массу двигателей и затраты на их изготовление.

С целью обеспечения запуска при оптимальном потреблении топлива, снижения материалоемкости и предотвращения возможности появления опасных резонансных колебаний двигатель выполнен с установленным на валу полым стаканом, внутри которого размещен заполненный жидкостью подвижный полый эластичный элемент, например резиновая камера, ведущие диски с фрикционными накладками и самоустанавливающийся подшипник ведомого вала с ведомыми дисками. Снаружи стакан снабжен двумя антирезонансными эксцентричными дисками и электрической обмоткой возбуждения. При этом стакан размещен внутри корпуса обратимой электрической машины и с торца закрыт фланцем с вторым подшипником ведомого вала. Такое выполнение электротрансмиссионного блока двигателя позволяет совместить в одном устройстве автоматическую муфту сцепления, передающую крутящий момент сразу после достижения заданной частоты вращения вала двигателя, стартовый электродвигатель и электрогенератор постоянного тока, а также назвать его сокращенно электротрансблоком.

Японские ученые из университета Йокогамы установили, что главная причина астмы - выхлопы дизелей, работающих на низкокачественном, но более дешевом топливе. Ведущие медицинские центры развитых стран требуют перевода их на газ. Медики предупреждают, что, если этого не сделать, астма станет одним из самых зловещих недугов, потому что в грузовом автопарке дизели составляют в Германии 80%, Франции - 90%, США - 75%, в других странах - от 20 до 60%.

В связи с возрастающим загрязнением окружающей среды и ограниченностью мировых запасов углеводородного топлива уже более 50 лет ведутся разработки экологически чистых двигателей внутреннего сгорания с использованием водорода и кислорода. Для работы на двух видах топлива, например водороде и кислороде, он должен быть дополнен известными емкостями для хранения газов в сжатом или сжиженном состоянии, запорной и регулирующей арматурой, соответствующими отдельными соплами, запорными иглами. При этом двигатель выполняется с отдельными патрубками для раздельного ввода топливных компонентов. Для одного компонента в корпусе предусматривают входной патрубок, размещаемый в начале области сжатия, а для другого входной патрубок размещают в области окончания сжатия первого.

С целью комплексного использования теплоты сгорания топлива и снижения материалоемкости автономных нагнетательных установок с применением предлагаемого двигателя последний выполняют с установленными на общем валу последовательно соединенными дополнительными нагнетателями, состоящими из цилиндрических корпусов с эксцентрично размещенными в них оребренными роторами и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, а трубопроводы между нагнетателями и после последнего нагнетателя оснащают теплообменниками "труба в трубе" с патрубками, которые соединены с соответствующими патрубками двигателя и нагнетателей для циркуляции охлаждающей жидкости и выпуска продуктов сгорания.

С целью комплексного использования теплоты сгорания топлива и одновременного снижения материалоемкости автономной воздушно-компрессионной холодильной установки двигатель выполняют с установленными на общем валу дополнительными нагнетателями и расширительной машиной, каждая из которых состоит из цилиндрических корпусов с эксцентрично размещенными в них оребренными роторами и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, при этом по крайней мере у одного из нагнетателей напорный патрубок соединяют со всасывающим через охладитель воздуха, расширительную машину и последовательно установленные теплообменники, один из которых размещен в камере охлаждения, а другой вне ее.

Автономные воздушно-компрессионные холодильные установки обычно применяются на транспортных средствах, в частности на самолетах, автомобилях, судах, в аэропортах для быстрого охлаждения транспортных средств и грузов перед загрузкой. Воздушно-компрессионная холодильная установка, в отличие от парокомпрессионной, позволяет получать более низкую температуру охлаждения материалов, продуктов, например, до - 140^oC, что бывает крайне необходимо по технологическим требованиям отдельных производств.

С целью комплексного использования теплоты сгорания топлива и снижения материалоемкости автономной паро-эжекционно-компрессорной холодильной установки двигатель выполняют с установленными на общем валу дополнительными нагнетателями, каждый из которых состоит из цилиндрических корпусов с эксцентрично размещенными в них оребренными роторами и уплотнительными элементами в виде цилиндрических тел вращения, при этом по крайней мере у одного из нагнетателей напорный патрубок соединяют со всасывающим через конденсатор хладоагента, регулирующий вентиль, размещенный в камере охлаждения испаритель хладоагента и всасывающий патрубок парового эжектора, а в нагнетательный патрубок последнего хладоагент в виде пара подают от двух теплообменников, обогреваемых соответственно продуктами сгорания и жидкостью, охлаждающей двигатель.

С целью увеличения срока службы, предотвращения повышенной вибрации и разрушения от резонансных колебаний двигатель может быть выполнен с установленными на цилиндрических вращающихся деталях или узлах, антирезонансными дисками разной массы, внутренние отверстия которых эксцентричны внешним окружностям, причем диски имеют возможность проскальзывания во время вращения.

Общий гидропотенциал рек бывшего СССР исчисляется в 4000 млн. МВтч, что составляет около 12% от мирового. Освоено немногим более 10%. Потенциал приливов европейской части России оценивается в 40 млн. МВтч, а на Дальнем Востоке - 170 млн. МВтч.

С целью применения предлагаемого двигателя в качестве гидродвигателя последний выполнен с имеющим входной направляющий сужающийся патрубок корпусом в виде одного или двух параллельных пересекающихся цилиндров с торцевыми крышками, в меньшем из которых эксцентрично размещен вал с оребренным ротором и уплотнителями из цилиндров, при этом угол между входным и впускным окнами в корпусе составляет менее 180^o, а ротор может иметь в ребрах подпружиненные упругими элементами полые подвижные пластины с бортами.

Такой двигатель может найти применение в малой гидроэнергетике, прежде всего в отдаленных районах, богатых гидроресурсами малых и средних рек, там, куда экономически нецелесообразно завозить горючее, вести линии электропередач. В сочетании с плотинами и небольшими водохранилищами он может применяться для привода мельниц, насосов, электрогенераторов и обеспечения индивидуальных хозяйств и небольших поселков.

Предлагаемый гидродвигатель позволяет по-новому подойти к решению задач освоения гидроресурсов средней и даже большой мощности. Строительство и эксплуатация гидроэлектростанций средней и большой мощности с их основными преимуществами, использованием возобновляемых природных гидроресурсов и дешевизной электроэнергии, выявили ряд существенных недостатков.

Гидроэлектростанция, как правило, имеет водохранилище, перекрытие большой железобетонной плотиной с установленными в ее теле гидродвигателя, приводящими во вращение электрогенераторы, машинный зал с мощными тяжелыми кран - балками для монтажа и ремонта оборудования, трансформаторные и электрорегулирующие устройства, подсобные помещения. На судоходных реках к плотинам примыкают судоходные шлюзы с тяжелыми двухполотными воротами. Каждое полотно открывается самостоятельным громоздким электроприводом. На ГЭС устраивают также специальные каналы с запорными устройствами для пропуска рыбы на нерест и обратно. ГЭС со шлюзами - это уникальные, очень материалоемкие индивидуальные, сложные высокопрочные и поэтому дорогостоящие гидротехнические сооружения с большим ремонтным и подсобным хозяйствами. Строительство их занимает порой до 10 и более лет, требует создания специальной материально-технической и социально-бытовой базы со всей инфраструктурой для принятия, размещения, проживания и последующей эвакуации многотысячного коллектива строителей, занятых в основном тяжелым неквалифицированным трудом. На период строительства длительно замораживаются огромные материальные, трудовые ресурсы, денежные средства. Из сельскохозяйственного оборота под огромные водохранилища изъяты огромные площади плодородных земель, снесено много населенных пунктов, потеряна часть исторических памятников, в ряде мест ухудшился климат, возникли туманы над аэропортами вблизи больших водохранилищ и уменьшилось время их работы, сократилось естественное воспроизводство рыбы. Над жителями прилегающих поселений нависает угроза затопления в случаях стихийных бедствий и техногенных катастроф, а также военных действий. Имеется гипотеза связывающая часть землятрясений с просачиванием воды из высокогорных водохранилищ в зоны повышенной геологической активности. Имеется много сторонников ликвидации действующих ГЭС.

Часть этих недостатков можно устранить, применив предлагаемый двигатель при проектировании и строительстве гидроэлектростанций из унифицированных плавучих автономных самоустанавливающихся энергоблоков разной мощности заводского изготовления. С целью сокращения сроков и удешевления стоимости проектирования, строительства и освоения введенных мощностей, снижения материалоемкости, уменьшения затрат ручного труда при строительстве гидроэлектростанций двигатель с небольшими изменениями может найти применение в автономном плавучем самоустанавливающемся энергоблоке сборной плотины гидроэлектростанции.

Для этого приливная гидроэлектростанция выполняется из имеющих возможность поворота вокруг горизонтальной оси и закрепленных нижними концами за дно реки или водоема, размещенных в ряд между неподвижными береговой и шлюзовой опорами множества полых плавучих автономных самоустанавливающихся энергоблоков. Каждый из унифицированных блоков оснащен гидродвигателем, состоящим из цилиндрического корпуса с сужающимися направляющими патрубками, и эксцентрично размещенного в нем оребренного ротора с уплотнителями в виде цилиндров. При этом каждый энергоблок снабжен закрепленной в боковых стенках трубой с осью, амортизатором, рыбозащитной сеткой, лебедкой с заслонками, баластом, входными и выпускными окнами с обратными клапанами, повышающим редуктором, соединяющим двигатель с электрогенератором. Кроме того, для использования шлюза в качестве рыбопропускного канала, уменьшения эксплуатационных расходов, сокращения сроков проектирования, строительства и освоения гидроэлектростанция с двухходовым шлюзом выполняется из обладающих подъемной силой, полых герметичных двухполотных ворот, закрепленных на общей вертикальной оси, с возможностью поворота на 90^o и плотного примыкания к неподвижным шлюзовой и береговой опорам. Такая ГЭС со шлюзом может работать при разнице уровней воды менее 1 метра.

Из предлагаемых унифицированных автономных энергоблоков малой мощности и полых герметичных двухполотных ворот шлюзов заводского изготовления можно строить, точнее монтировать с помощью плавучего крана, сборные плотины приливных и речных ГЭС за 1-2 года, при этом значительно сократить стоимость строительства и последующей эксплуатации.

Схематично показано на фиг.1 - поперечное сечение двигателя с цилиндрическими корпусом, оребренным ротором, уплотнителями в виде цилиндров, с системами охлаждения, топливоснабжения и регулятором соотношения подачи жидкого топлива и воздуха; фиг.2 - сечение двигателя по 1-1; фиг.3 - сечение ребра ротора со сменной накладкой; фиг.4 - фрагмент поперечного сечения такого же двигателя с корпусом, образованным двумя параллельными пересекающимися цилиндрами и полым ротором с подвижными пластинами в ребрах; фиг.5 - фрагмент сечения корпуса двигателя по П-П с кольцевым коллектором для направления жидкости в каналы для охлаждения корпуса двигателя и получения пара; фиг.6 - фрагмент схемы устройства совместного управления соплом и воздушной заслонкой в нейтральном положении перед настройкой; фиг.7 - фрагмент сечения ребра ротора с полой подвижной пластиной; фиг. 8 - совмещенные кинематическая и технологическая схемы двигателя с дополнительными парогазовой камерой сжигания, нагнетателем и расширителем на общем валу; фиг.9 - размещение запорных игл на общем стержне при одновременном использовании жидкого и газообразного компонентов топлива; на фиг.10 - поперечное сечение нагнетателя воздуха с полым ротором и уплотнителями в виде цилиндров; фиг.11 - двигатель внутреннего сгорания из двух модулей и одного общего нагнетателя воздуха, каждый из которых имеет собственный корпус; фиг.12 - в разрезе двухсекционный двигатель внутреннего сгорания с тремя роторами на одном валу в общем корпусе с промежуточными стенками; фиг.13 - двигатель внутреннего сгорания автономной нагнетательной установки с автоматической муфтой сцепления, передающей крутящий момент только после достижения заданной ча