Роторная тепловая машина

Роторная тепловая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (111848700 Ф - т (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 22.0379 (21) 2744426/24-07 (51)М. Кл.

F 01 С 1/32 с присоединением заявки ¹

Государствеииы и комитет

СССР

Ло делам изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230781. Бюллетень № 27 (53) УДК621.144.. 4 (088. 8) Дата опубликования описания 230781 (72) Автор изобретения

О.А. Шептунов (71) Заявитель

Ленинградский институт водного транспорта (54) РОТОРНАЯ ТЕПЛОВАЯ МАШИНА

Изобретение относится к энергетике, а именно к установкам, преобразующим тепловую энергию в электрическую, например дизель-генераторным и можИт быть использовано для получения электрической энергии, например в составе судовой электростанции.

Известны роторные тепловые машины со сжнмаемым и расширяющимся рабочим телом, содержащие два соосных двухлопастных ротора, заключенных в круговом цилиндре с крышками. Четыре лопасти роторов делят пространство внутри цилиндра на четыре рабочих камеры переменного объема. Валы роторов выходят сквозь крышки цилиндра наружу, где соединены через блок согласования движения между собой и с валом отбора мощности. Вал отбора мощности приводит в движение, например, электрогенератор. Блок согласования движения обеспечивает синусоидальное изменение мгновенной угловой скорости роторов. с частотой, равнои удвоенной частоте их вращения, и со взаимным сдвигом фаз на

Л

При этом вал отбора мощности вращается равномерно. Блок согласования представляет собой зубчатый, кулачковый, шарнирный, а чаще комбинированный из перечисленных элементов кинематический механизм Г1).

Недостаток такой конструкции заключается в том, что между деталями блока согласования, передающими иеран номерное движение роторов, возникают значительные переменные контактные нагрузки, что снижает их надежность, вызывает шум, предъявляет высокие требования к материалам.

Наиболее близкими к предлагаемой являются роторные тепловые машины, содержащие корпус с двумя соосными

15 роторами, каждый из которых снабжен двумя диаметрально закрепленными лопастями, и блок согласования движением роторов P2).

Недостатками такой машины являют20 ся:

1. Роторы связаны между собой и с валом отбора мощности механическим блоком согласования движения и передачи мощности, который состоит из рычагов, сателлитных шестерен, соединенных через рычаги с роторами, и шестерни, закрепленной на валу отбора мощности, зацепленной с сателлитными шестернями, что приводит к не30 .обходимости уравновешивания вращаю848700 щихся и качающихся рычагов, высоким требованиям к точности изготовления и сборки зубчатых пар, к качеству используемых материалов и обработки деталей, большим переменным контактным нагрузкам на детали, возрастаюим с увеличением быстроходности вигателя и его мощности, шуму и вибации, вызываемым зубчатыми парами.

2. Как следствие этого - малый ,срок службы, малая надежность, ниэкий механический КПД, ограниченная быстроходность, высокая стоимость

MBlllH ны °

Цель изобретейия — повышение надежности и срока службы.

Указанная цель достигается тем, что блок согласования движением роторов выполнен в виде электрических машин с основными и дополнительными об>;>отками статора, машины соединены параллельно и подключены основными обмотками к общей нагрузке, каждый из роторов соединен с валом одной из электрических машин, а через дополнительные обмотки машины подключены к регулируемому источнику питания.

На черте>ке приведена схема предлагаемого устройства.

Машина содер>кит два соосных ротора 1 и 2, два трехфазных синхронных генератора 3 и 4 с роторами 5 и б и дополнительными обмотками 7 и 8 генераторов, и источник 9 регулируемого напряжения.

Синхронные генераторы 3 и 4, соединенные с роторами 1 и 2 тепловой машины, связывают их электромагнитными силами взамен механических связей. Электромагнитные силы сравни-. тельно легко создаются и управляются с помощью электрических обмоток и магнитопроводов.

При работе устройства роторы 1 и

2 тепловой машины вращаются синхронно с роторами 5 и б электрогенераторов. Обычно роторы параллельно включенных синхронных генераторов при одновременном вращении с одинаковой частотой совершают относительно друг друга колебательные движения "качания ротора". Как правило, стремятся уменьшить аклчлитуду этих колебаний.

В данном случае, наоборот, стимулируются относительные колебания роторов 5 и б генераторов 3 и 4, которые передаются роторам 1 и 2 тепловой машины.

Относительные колебания роторов

1 и 2 тепловой машины обеспечивают периодическое изменение объемов рабочих камер и протекание термодина-. мического процесса с выделением ме20 него или внешнего сгорания, а также, >5 .при соответствующем изменении пото30

Формула изобретения

15 ханической энергии. Ввиду того, что параллельно работающие синхронные генераторы 3 и 4 склонны к самовозбуждению относительных колебаний их роторов 5 и 6 для .управления амплитудой, частотой и фазой этих колебаний, на статорах генераторов 3 и 4 располагаются дополнительные обмотки 7 и 8, которые своим магнитным полем дважды за оборот вала ускоряют каждый ротор 5 и б и дважды его притормаживают, обеспечивая их неравномерное вращение. Колебания роторов 5 и 6 осуществляются- в противофазе, например когда ротор 5 разгоняется, то ротор 6 замедляется, и наоборот. При этом каждая из 4-х рабочих камер между роторами 1 и 2 за один оборот вала дважды увеличивает свой объем и дважды его уменьшает, обеспечивая тем самым осуществление

4-тактного термодинамического цикла.

Предлагаемая машина может работать как тепловой двигатель внутренков энергии, как компрессор, вакуумный насос или холодильная машина.

При этом исключаются элементы механического блока управления движением, увеличиваются надежность и срок службы установки.

Роторная тепловая машина, содержащая корпус с двумя параллельными роторами, каждый из которых снабжен двумя диаметрально закрепленными лопастями, и блок согласования движением роторов, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности, увеличения срока службы и упрощения управления движением роторов, блок согласования движением роторов выполнен в виде электрических машин с основными и дополнительнычи обмотками статора, машины соединены параллельно и подключены основными обмотками к общей нагрузке, каждый из роторов соединен с .валом одной из электрических машин, а через дополнительные обмотки машины подключены к регулируемому источнику питания.

Источники информации, принятые.во внимание при экспертизе

1. Акатов Е.И. и др. Судовые роторные двигатели. Л., 1967, с. 26-30.

2. Патент Франции 9 2142170, кл. F 01 С 1/00, 1975.

848700

Составитель В. Трегубов

Техред Т.Маточка. Корректор И. Шароши

Редактор В. Данко.

Заказ 6038/38 Тираж 553

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППЦ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4