RU2000451C1 - Парогазовый жидкопоршневой двигатель - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве привода насосов , вентил торов, электрогенераторов. Сущность изобретени : парожидкостной канал и холодильник выполнены в виде двух коаксиальных труб. Верхний участок внутренней трубы имеет форму конуса с вершиной , расположенной на входе в испаритель. Над отверсти ми в основании конуса установлен клапан с запорным элементом, сопр женным с седлом. Верхн   часть всасывающей трубы подключена к камере, частично заполненной газовой смесью. В камере над уровнем жидкости установлено рабочее колесо гидротурбины, на лопатки к-рого направлен выходной участок нагнетательной трубы, выполненный в виде сопла . Вал гидротурбины имеет герметичный выход за пределы камеры. В канале между трубами размещена вставка, выполненна  в виде продольных каналов одинакового сечени  и формы и установленных ниже уровн  отверстий в верхней части внутренней трубы Испаритель выполнен в виде цилин- дрическойполости.образованнойцилиндри ческими участками и двум  торцевыми заглушками . На внутренней цилиндрической поверхности испарител  жестко закреплены продольные ребра с перфорацией в виде зигзагообразной ленты. Ребра установлены с зазором относительно верхней заглушки. В заглушке со стороны полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси полости. Меньшее основание конического участка наружной трубы подключено к испарителю. 3 з.п. ф-лы, 6 ил. Ч з fr ic ю 8 О -N СП

Description

Изобретение относитс  к области тепловых двигателей, а более конкретно к двигател м внешнего нагрева с жидким поршнем, и может найти применение в качестве привода насосов, вентил торов,

электрогенераторов, а также двигатэлей плавучих, колесных, летательных транспортных средств и других устройств

Известен парожидкостной дпигатель, содержащий последовательно соединенные испаритель, парожидкостной канал, холодильник и нагнетательно-всасывающую трубу, заполненные жидкостью, выполн ющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршн , а испаритель со стороны, противоположной парожидкостному каналу , соединен с последним дополнительным трубопроводом, который снабжен камерой, заполненной газовой смесь.

Недостатком этого устройства  вл етс  постепенное уменьшение количества неконденсирующихс  в диапазоне рабочих температур газов в рабочем объеме двигател  за счет перехода части парогазовых пузырьков, образующихс  в жидком поршне при осуществлении процессов термодинамическогоцикла ,в нагнетательно-всасывающую трубу, в которой эти пузырьки всплывают уже не возвращаютс  в рабочую зону двигател . Уменьшение же количества неконденсирующихс  в диапазоне рабочих температур газов приводит к снижению эффективности термодинамического цикла за счет увеличени  необратимых потерь.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  парогазовый жидкопорш- невой двигатель, содержащий последовательно соединенные испаритель, парожидкостной канал, холодильник, нагнетательную и всасывающие трубы, парожидкостной канал и холодильник выполнены в виде двух коаксиальных труб, внутренн   из которых подключена к всасывающей трубе, а наружн   - к нагнетательной с образованием каналов U-образной формы, верхний участок внутренней трубы имеет форму конуса с вершиной, расположенной на входе в испаритель, в основании которого выполнены отверсти , а верхн   часть всасывающей трубы подключена к камере , частично заполненной газовой смесью, в которой над уровнем жидкости установлено рабочее колесо гидротурбины, на лопатки которого направлено выходное отверстие соплового участка нагнетательной трубы, а вал турбины имеет герметичный выход за пределы камеры, при этом в парогазожидкостном канале между внутренней и наружной трубами размещена вставка, выполненна  в виде продольных каналов одинакового сечени  и формы, причем часть объема испарител  заполнена смесью пара рабочей жидкости и неконденсирующихс  в диапазоне рабочих температур газов.

Недостатком этого устройства  вл етс  неполное использование давлени  парогазовой смеси дл  создани  напорного движени  жидкости во врем  рабочего хода, поскольку часть этого давлени  тер етс  на перемещение жидкости во всасывающей трубе, Кроме этого, при большой единичной

мощности двигател  перепады давлени  в его рабочем объеме, включающем испаритель , будут достаточно большими, что потребует повышение механической прочности элементов конструкции испарител . Механическа  прочность конструкции испарител  по прототипу сравнительно невысока . Дл  повышени  ее механической прочности необходимо увеличить толщину стенок испарител , а это, в свою очередь, приведет к

5 увеличению их термического сопротивлени  и, следовательно, к снижению эффективности использовани  теплоты от теплового источника,

Целью изобретени   вл етс  повыше0 ние энергетической эффективности и надежности работы и снижение весогабаритных характеристик двигател .

Поставленна  цель достигаетс  тем. что в парогазовом жидкопоршневом двигателе,

5 содержащем последовательно соединенные испаритель, парогазожидкостной канал , холодильник, нагнетательную и всасывающую трубы, заполненные рабочей жидкостью, причем часть объема испарите0 л  заполнена смесью пара рабочей жидкости и неконденсирующихс  в диапазоне рабочих температур газов, а парожидкост- -ной канал и холодильник выполнены в виде двух коаксиальных труб, при этом нижний

5 конец внутренней трубы подсоединен к всасывающей трубе с образованием канала U- образной формы, а нижний конец наружной трубы подсоединен к нагнетательной трубе меньшего сечени  также с образованием ка0 нала U-образной формы, верхний участок внутренней трубы имеет форму конуса с вершиной, расположенной на входе в испаритель , в основании которого выполнены отверсти , а верхн   часть всасывающей

5 трубы подключена к камере, частично заполненной газовой смесью, в которой над уровнем жидкости установлено рабочее колесо гидротурбины, на лопатки которого направлен выходной участок нагнетательной

0 трубы, выполненный в виде сопла, а вал турбины имеет герметичный выход за пределы камеры, при этом в парогазожидкостном канале между онутренней и наружной трубами размещена вставка, выполненна  в

5 виде продольных каналов одинакового сечени  и формы, установленна  ниже уровн  отверстий в верхней части внутренней трубы . В предложенном двигателе испаритель выполнен в виде цилиндрической полости, образованной цилиндрическим участком и

двум  торцевыми заглушками, в нижней из которых со стороны парожидкостного канала выполнено отверстие, на внутренней цилиндрической поверхности испарител  жестко закреплены продольные перфорированные ребра в виде зигзагообразной ленты, ребра установлены с зозором по отношению к верхней заглушке, о которой со стороны полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси полости, участок наружной трубы, примыкающий к испарителю, имеет коническую форму, меньшее основание которого подключено к испарителю, при этом камера расположена выше уровн  испарител , а в верхней части внутренней трубы под отверсти ми установлен клапан с запорным элементом, сопр женным с седлом, в виде которого выполнено выходное отверстие внутренней трубы перед коническим участком. Кроме этого, клапан может быть выполнен в виде сильфона, заглушенного с обеих торцев и размещенного внутри внутренней трубы над боковыми отверсти ми, при этом нижний торец полости жестко соединен с внутренней трубе, а верхний жестко соединен с запорным элементом в виде диска, расположенного под нижним торцом полости, причем сильфоннз  полость клапана заполнена газом, неконденсирующимс  в диапазоне рабочих температур. Клапан также может быть выполнен в форме конуса с основанием , выполн ющим роль запорного элемента, по периметру которого закреплены , по крайней мере, три направл ющих штыр , подвижно установленных в отверсти х седла, на концах которых установлен ограничитель перемещени  клапана. Запорный элемент клапана может быть также выполнен в виде диска, между которым и основанием конического участка внутренней трубы размещена пружина.

Сопоставительный анализ за вл емого решени  и прототипа показывает, что парогазовый жидкопоршневой двигатель отличаетс  от известного испарителем, выполненным в виде цилиндрической полости , образованной цилиндрическим участком с двум  торцевыми заглушками, в которой на цилиндрической поверхности жестко закреплены продольные перфорированные ребра в виде зигзагообразной ленты, а ребра установлены с зазором по отношению к верхней заглушке, в которой со стороны полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси голо- сти. Данна  конструкци  испарител  имеет высокое отношение площади теплообмен- ной поверхности испарител  к ее объему и одновременно обладает более высокой механической прочностью по сравнению с прототипом при одной и той же толщине стенки, так как цилиндрическа  стенка имеет более высокую механическую прочность 5 по сравнению с прототипом.

Указанное преимущество предложенного испарител  позвол ет эффективно использовать при более высоких перепадах давлений в полости испарител  и меньшей

0 толщине стенки, что обеспечивает лучшие услови  дл  передачи тепла от источника к рабочему телу, а также повышает надежность его работы. Выполнение же зазора между продольным оребрением и торцевой

5 заглушкой, а также выполнение в торцевой заглушке рассекател , позвол ет направл ть струи рабочей жидкости и капли на внутреннюю цилиндрическую поверхность испарител , имеющую наиболее высокую

0 температуру, где происходит их интенсивное испарение и нагревание пара до состо ни  перегретого, который после испарени  нагреваетс  не только на цилиндрической поверхности, но также при контакте с про5 дольными ребрами. Перфораци  ребер повышает устойчивость работы испарител , а следовательно, и двигател  в целом за счет исключени  образовани  автономных каналов . Отсутствие перфорации в ребрах при0 вело бы к тому, что каждый канал начал бы работать как самосто тельный испаритель независимо от работы соседних каналов.

Поскольку количество жидкости, поступающей в каждый канал в виде брызг и

5 струй, в этом случае будет неодинаковым, то и количество образующегос  пара в каждом из них и продолжительность его генерации также будет неодинаковой, что привело бы к нарушению устойчивости работы двигате0 л . Отличив также состоит в том, что на выходном участке внутренней трубы установлен клапан, обеспечивающий открытие и закрытие выходного отверсти  внутренней трубы в зависимости от давлени  в ра5 бочем обьеме двигател . Установка клапана на выходном отверстии внутренней трубы позвол ет использовать работу расширени  парогазовой смеси полностью на разгон жидкости в нагнетательном канале,

0 котора  затем направл етс  через сопло на рабочее колесо турбины, т.е. введение клапана позвол ет увеличить эффективность преобразовани  тепловой энергии в механическую . Кроме этого, установка клапана

5 на выходном отверстии внутренней трубы обеспечивает более эффективную конденсацию пара и охлаждение газа в конце рабочего хода, поскольку клапан открываетс  в конце процесса расширени  парогазовой

смеси и холодна  жидкость из внутренней

трубы поступает в рабочий обьем и обеспечива  тем самым эффективный контактный теплообмен между жидкостью, паром и газом , обеспечива  более полную конденсацию пара и охлаждение газа.

На фиг. 1 изображена принципиальна  схема парогазового жидкопоршнеоого двигател ; на фиг, 2 - сечение А-А  а фиг. 1; на фиг. 3 - узел выходного участка внутренней трубы, содержащий клапан с замкнутой сильфонной полостью; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - узел выходного участка внутренней трубы с обратным клапаном; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 1.

Двигатель содержит последовательно соединенные испаритель 1, парогазожидко- стной Kanjfl 2 и холодильник 3. Испаритель 1 выполнен в виде цилиндрической полости, образованной цилиндрическим участком 4 и двум  торцевыми заглушками, в нижней 5 из которых со стороны парогазожидкостно- го канала 2 выполнено отверстие, а о верхней 6 со стороны цилиндрической полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси полости. На внутренней поверхности цилиндрического участка 4 испарител  1 жестко закреплены продольные перфорированные ребра в виде зигзагообразной ленты 7, ребра установлены с зазором по отношению к верхней заглушке 6. Парогазожидкостной канал 2 и холодильник 3 выполнены в виде двух коаксиальных труб, при этом нижний конец внутренней трубы 8 подсоединен к всасывающей трубе 9 с образованием канала U-обрчзной формы, а нижний конец наружной трубы 10 парогазожидкостного канала 2 подсоединен к нагнетательной трубе 11 меньшего по сравнению с межтрубным пространством сечени  также с образованием канала U-об- разной формы.

Участок 12 наружной трубы 10, примыкающий к испарителю 1, имеет коническую форму, меньшее основание которого подключено к испарителю 1. В верхней части внутренней трубы 8 установлен клапан. Предлагаетс  три варианта выполнени  клапана. Клапан может быть выполнен в виде сильфонной полости 13. размещенной внутри внутренней трубы 8 в промежутке между коническим участком с основанием 14 и отверсти ми 15 внутренней трубы 8. При этом нижний торец сильфонной полости 13 жестко соединен с внутренней трубой 8, а верхний торец жестко соединен с запорным элементом 16 через стойки 17. Во внутренней трубе 8 под запорным элементом 1 б выполнено седло 18. Клапан также может быть выполнен в виде обратного клапана, содержащего запорный элемент 16, сопр женный с седлом 18, Между запорным элементом 16 и основанием конического участка 14 установлена пружина 19. Третьим вариантом клапана  вл етс  обратный клапан , имеющий конический элемент 20 с основанием , выполн ющим роль запорного элемента, по периметру которого закреплены по крайней мере три направл ющих штыр  21, подвижно установленных в отверсти х седла 18, на концах которых установлен ограничитель 22 перемещени  клапана, Верхн   часть всасывающей трубы 9 подключена к камере 23. Часть объема испарител  1, парогазожидкостной канал 2,

всасывающа  9 и нагнетательна  11 трубы и часть обьема камеры 23 заполнены рабочей жидкостью 24. Другие части испарител  1 и камеры 23 заполнены смесью неконденсирующихс  в интервале рабочих температур газов 25. В камере 23 над уровнем рабочей жидкости 24 установлено рабочее колесо 26 гидротурбины, а вал 27 рабочего колеса 26 гидротурбины имеет герметичный выход за пределы камеры 23. Часть теплообменной поверхности холодильника 3 размещена на участке нагнетательной трубы 11, котора  герметично введена в камеру 23, выход которой установлен соосно с рабочим колесом 26 гидротурбины и подключен к .сопловому аппарату 28, размещенному внутри рабочего колеса 26 в центральной его части и содержащему по крайней мере два сопла 29. На фиг. 6 изображен сопловой аппарат с четырьм  соплами . В парогазожидкостном канале 2 между внутренней 8 и наружной 10 трубами размещена вставка 30, выполненна  в виде продольных каналов одинакового сечени  и формы. Камера 23 размещена выше уровн 

испарител  1.

Парогазовый жидкопоршневой двигатель работает следующим образом.

Перед началом работы двигатель заправл ют рабочей жидкостью, а в испаритель 1 и камеру 23 вводитс  неконденсирующийс  в диапазоне рабочих температур газ или смесь газов. Затем к рабочему телу о испарителе 1 подводитс , а в холодильнике 3 от него отводитс  тепло.

Жидкость рабочего тела закипает, а неконденсирующийс  газ нагреваетс , что приводит к увеличению давлени  парогазовой смеси в испарителе 1. Под действием давлени  в рабочем объеме двигател  клапан закрывает выходное отверстие внутренней трубы 8. В случае использовани  клапана с сильфонной полостью 13. давление в которой выбрано из условий его открыти  в момент завершени  рабочего хода жидкого

поршн , повышение давлени  в испарителе

1 выше давлени  в сильфонной полости 13 приведет к сжатию сильфоьа, усилие с которого передаетс  на запорный элемент 16 черезстойки 17, обеспечива  его перемещение до посадки на седло 18 внутренней трубы 8. Использование же обратных клапанов обеспечивает открытие и закрытие выходного отверсти  внутренней трубы 8 в зависимости от давлени  в рабочем объеме. При повышении давлени  в рабочем объеме обратный клапан закрывает выходное отверстие внутренней трубы 8, а при понижении давлени  в конце рабочего хода обратный клапан открывает выходное отверстие внутренней трубы 8. Закрытие выходного отверсти  внутренней трубы 8 во врем  рабочего хода жидкого поршн  позвол ет использовать работу расширени  парогазовой смеси полностью на разгон жидкости в нагнетательном канале, котора  затем направл етс  через сопла 29 соплового аппарата 28 на рабочее колесо 26 турбины, что повышает термодинамическую эффективность двигател . Под действием дэчлени  парогазовой смеси рабоча  жидкость перемещаетс  по межтрубному пространст ву парогэзожидко- стного канала 3 через каналы вставки 30 и по каналу холодильника 3, а затем поступает соответственно во всасывающую 9 и нагнетательную 11 трубы. В результате замыкани  конца нагнетательной трубы 11 на всасывающую через сопловой аппарат 28 и рабочее колесо 26 турбины, размещенных в камере 23, обеспечиваетс , во-первых, преобразование кинетической энергии струи жидкости в крут щий момент на валу 27 рабочего колеса 26 турбины, во-вторых, циркул цию рабочей жидкости в контуре парогазового жидкопоршневого двигател  и, в -третьих, насыщение рабочей жидкости 24 неконденсирующимс  в диапазоне рабочих температур газом или смесью газов стру ми жидкости, выход щими с лопаток рабочего колеса 26, которые при ударе о поверхность жидкости 24 захватывают газ, причем размещение камеры 23 о наиболее холодной части контура двигатег озвол ет обеспечить максимальное насыщение рабочей жидкости неконденсирующимс  газом.

Процесс расширени  паровой смеси над жидкостью в парогазожидкостном канале 2, как показали исследовани  на стекл нных модел х, протекают по принципу затопленных парогазовых струй с образованием в жидкости в конце рабочего хода парогазовых пузырьков и образованием значительного прогиба поверхности жидкости с увеличением площади этой поверхности . Это позвол ет интенсифицировать процесс конденсации отработанного пара о

конце рабочего хода за счет увеличени  теп- лообменной поверхности между паром и жидкостью при образовании конус  конденсации и паровых пузырьков. Интенсифика- 5 ци  процесса конденсации отработанного пара ускор ет этот процесс и обеспечивает более полную конденсацию. При этом часть образовавшихс  пузырьков будет уноситьс  с жидкостью в нагнетательную трубу 11, а из

0 нее в камеру 23. После конденсации отработанного пара, охлаждени  неконденсирующегос  газа и отвода тепла от рабочей жидкости в холодильник 3 давление в рабочем обьеме понижаетс  до значени , при

5 котором происходит срабатывание клапана и открытие выходного отверсти  внутренней трубы 8. Холодна  жидкость из выходного отверсти  внутренней трубы 8 попадает в рабочую полость с отработанной

0 парогазовой смесью, что приводит к конденсации Отработанного пара, оставшегос  в рабочем обьеме, и охлаждению газа. В результате, давление в рабочем объеме станет еще ниже, а перепад давлени  в термо5 динамическом цикле станет выше, что приведе г к повышению термодинамической эффективности двигател . Кроме этого, дополнительное снижение давлени  в рабочем объеме двигател  приведет к более

0 ускоренному движению жидкого поршн  при обратном ходе к испарителю. На этом завершаетс  процесс рабочего хода. Под действием перепада давлени  между давлением в камере и рабочем объеме, а также

5 гидростатического столба жидкости начинаетс  обратное движение жидкости в обоих U-образных каналах в сторону испарител  1.

Увеличение количества пузырьков, об0 разующихс  в жидкости в конце рабочего хода при размещении в парогазожидкостном канале 2 вставки 30 с продольными каналами одинаковой формы и сечени , заполн ющих все сечение межтрубного про5 странства, обусловлено следующим. Образование пузырьков в жидкости, дви- жующейс  по гладкому каналу под действием расшир ющегос  парогазового потока, возможно только при определенных услови0  х, аналогичных тем, которые имеют место в. затопленных парогазовых стру х, когда в вершине конуса затопленной парогазовой струи за счет завихрений образуютс  пузырьки , движующиес  вдоль оси потока,

5 при этом чем больше диаметр парогазожид- костного канала, тем соответственно меньшее количество пузырьков будет приходитьс  на единицу площади сечени  канала, так как в затопленных стру х пузырьки формируютс  только в вершине конусэ затопленной струи. Как показали исследовани  на стекл нных модел х при ис пользовании в качестве рабочей жидкости воды, а в качестве парогазовой смеси - паровоздушной смеси, пузырьки в жидкости, движущейс  по парогазожидкостному каналу 2. начинают образовыватьс  уже при диаметрах 4 мм. Поэтому чем больше будет затопленных струй, тем больше количество пузырьков будет образовыватьс  на единицу площади сечени  парогазожидкостного канала 2. Выбор количества каналов во вставке 30 будет определ тьс  единичной мощностью двигател , причем чем больше мощность двигател , тем большее количество пузырьков требуетс  дл  обеспечени  эффективной регенерации тепла отработанного пара и образовани  требуемого количества пара в испарителе 1 при струйном впрыске в испаритель жидкости в виде брызг и струй при разрыве пузырьков на границе раздела фаз. Поэтому дл  увеличени  единичной мощности двигател  необходимо увеличивать площадь сечени  межтрубного пространства парогазожидкостного канала 2 и количество образующихс  пузырьков, так как каждый канал вставки  вл етс  источником образовани  пузырьков .

При обратном ходе жидкого поршн  под действием перепада давлени  на его концах и гидростатического напора жидкость во внутренней трубе 8, насыщенна  неконденсирующимс  газом в камере 23, будет двигатьс  к испарителю 1 со значительно большей скоростью, чем жидкость в межтрубном пространстве, так как площадь сечени  межтрубного пространства больше сечени  внутренней трубы 8. Поскольку жидкость, движуща с  во внутренней трубе 8,  вл етс  более холодной, чем жидкость в межтрубном пространстве, то при споем движении в сторону испарител  1 она будет отбирать теплоту от жидкости, движущейс  в межтрубном пространстве, обеспечива  процесс регенеративного подогрева рабочей жидкости во внутренней трубе 0, движущейс  в сторону испарител  1. Нагрев насыщенной неконденсирующимс  газом жидкости сопровождаетс  выделением из нее газа в виде пузырьков и испарени  в них жидкости за счет чего пузырьки будут увеличиватьс  в размерах. При понижении давлени  в рабочем обьеме. а следовательно,и в жидкости, движущейс  в парогазожидкост- ном канале 2, пузырьки со вмесыо газов  вл ютс  очагами испарени  в них окружающей рабочей жидкости и аккумулируют ее тепловую энергию. Испарение рабочей жидкости в обьемы пузырьков сопровождаетс  ее охлаждением, п результате чего уменьшаетс  количество теплоты, передаваемой от рабочего тел  окрущ ющей среде п холодильнике 3

Таким образом, п предложенном двигателе осуществл етс  двухступенчата  регенераци  .теплоты, что существенно повышает его термодинамическую эффективность . После завершении рабочего хода

0 жидкого поршн  жидкость из внутренней трубы 8 поступает в межтрубное пространство , обеспечива  конденсацию оставшегос  в нем пара, охлаждение неконденсирующегос  газа и пополн   объ5 ем жидкости в межтрубном пространстве и нагнетательной трубе 1 н количестве, равном количеству жидкости, выход щей из нагнетательной трубы 11 во врем  рабочего хода. Затем она смешиваетс  с жидкостью,

0 движущейс  по межтрубному пространству в второну испарител  1. При приближении границы раздела фаз к испарителю 1 с ее поверхности в испаритель начинают лететь брызги от лопнувших пузырьков, всплываю5 щих m поверхность из жидкости. Парообразование жидкости на гсплообменной поверхности испарител  приведет к повышению давлении парогазовой смеси в рабочем объеме. При по Ч пении давлени  в

0 рабочем обьеме произойдет концентраци  пузырьков у границы раздела фаз при приближении ее к испарителю 1 и их несимметричное схлопывание с образованием высокоскоростных струй из окружающей

5 пузырьки жидкости.

Механизм образовани  таких струи подробно рассмотрен о работах (6. 7). Эти струн практически мгновенно попадают в испаритель 1 на развитую геплообменную

0 поверхность и распредел ютс  по ее поверхности . Брызги и струи, попадающие на рассекатель в вермтей заглушке 6 испарител  отбрчсываютсч У вн/тронней цилиндрической поверхности испаритеп  1 и

5 распредел ютс  по eio поверхности. В результате жидкость попадает не только на продольные ребра 7. но также на цилиндрическую поверхность испарител  1, Возможно также, что при движении рабочей

0 жидкости к испарителю 1 часть ее, насыщенна  парогазовыми п/зырьками. в виде пены частично войдет в испаритель 1. Однако в обоих случач в испаритель попадет ограниченное дотированное количество жидкости.

5 котора  полнеет i ю испар етс  на теплооб- мшной попрр иести, о затем вместе с. газом нагреваетс  дп бплпе высоких температур, при которых пар становитс  перегретым, что обеспечивает Ьолее высокие температуры и джанп нп1 парогазовой смеси, чем в

паровом жидкопоршневом двигателе. Жидкий поршень при обратном ходе останавливаетс  у входа в испаритель 1 из-за резкого увеличени  давлени  в рабочем обьеме испарител . Перед входом в испаритель 1 пузырьки сжимаютс  с повышением термодинамического потенциала их содержимого , которое выбрасываетс  из жидкого поршн  в испаритель с образованием брызг и струй, возвраща  тем самым в зону нагрева парогазовую смесь повышенного потенциала дл  повторного использовани , а также дозированное количество жидкости, котора  полностью переходит в пар.

На этом завершаютс  процессы обратного хода, после чего термодинамический цикл повтор етс  в указанной последовательности .

Унос из рабочего объема с пузырьками неконденсирующегос  газа в процессе рабочего хода компенсируетс  посто нным подводом такого же количества неконденсирующегос  газа в рабочий обьем с жидкостью , насыщенной этим газом, подаваемой по внутренней трубе 8 во врем  обратного хода, что позвол ет поддерживать в рабочем обьеме посто нное количество неконденсирующегос  газа. Это позвол ет обеспечить высокую устойчивость и надежность работы двигател .

В качестве источника тепла дл  испарител  может использоватьс  солнечна  энерги . Дл  этого испаритель помещают в фокус солнечного конденсатора. Кроме этого , испаритель может нагреватьс  путем помещени  его в топку теплогенератора, в которой может сжигатьс  газообразное. жидкое или твердое топливо. Тепло от стенок испарител  1 и ребер, установленных в его полости, передаетс  к рабочему телу двигател . Перфораци  ребер повышает устойчивость работы испарител , а следовательно и двигател  в целом, за счет исключени  образовани  автономных каналов . Отсутствие перфорации в ребрах привело бы к тому, что каждый канал начал бы работать как самосто тельный испаритель независимо от работы соседних каналов. Поскольку количество жидкости, поступающей в каждый канал в виде брызг и струй, в этом случае будет неодинаковым, то и количество образующегос  пара в каждом из них и продолжительность его генерации также будут неодинаковыми, что привело бы к нарушению устойчивости работы двигател .

Таким образом, предложенный парогазовый жидкопоршневой двигатель обладает

Claims (4)

1. повышенной энергетической эффективностью , надежностью и компактностью. Формула изобретени  1. Парогазовый жидкопоршневой двига- 5 тель. содержащий последовательно соединенные испаритель, парогазожидкостный канал, холодильник и нагнетательно-всасы- вающую трубу, заполненные жидкостью, выполн ющей одновременно роль рабочего

   0 тела и жидкого поршн , и камеру, заполненную газовой смесью, отличающийс  тем, что парогазожидкостный канал и холодильник выполнены в виде двух коаксиальных труб, при этом нижний конец

   5 внутренней трубы подсоединен к всасывающей трубе с образованием канала U-образ- ной формы, нижний конец наружной трубы подсоединен к нагнетательной трубе меньшего сечени  с образованием канала U-об0 разной формы, а верхний участок внутренней трубы имеет форму конуса с вершиной, расположенной на входе в испаритель , в основании которого выполнены отверсти , над ними установлен клапан с

   5 запорным элементом, сопр женным с седлом , в виде которого выполнено выходное отверстие внутренней трубы перед коническим участком, верхн   часть всасывающей трубы подключена к камере, частично за0 полнениой газовой смесью, в последней над уровнем жидкости установлено рабочее колесо гидротурбины, на лопатки которого направлен выходной участок нагнетательной трубы, выполненный в виде сопла, а вал

   5 гидротурбины имеет герметичный выход за пределы камеры, при этом в парогазожид- костном канале между внутренней и наружной трубами размещена вставка, выполненна  в виде продольных каналов

   0 одинакового сечени  и формы и установленна  ниже уровн  отверстий в верхней части внутренней трубы, а испаритель выполнен в виде цилиндрической полости, образованной цилиндрическим участком и двум  тор5 цевыми заглушками, в нижней из которых со стороны парогазожидкостного канала выполнено отверстие, на внутренней цилиндрической поверхности испарител  жестко закреплены продольные ребра с перфора0 цией в виде зигзагообразной ленты, ребра установлены с зазором относительно верхней заглушки, в которой со стороны полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси полости, а участок наруж5 ной трубы, примыкающий к испарителю, имеет коническую форму, меньшее основание которого подключено к испарителю.
2. 2. Двигатель по п. 1,отличаю щи й- с   тем, что клапан содержит размещенную во внутренней трубе над боковыми отверсти ми полость в виде сильфона, заглушенного с обеих сторон, при этом нижний торец полости жестко соединен с внутренней трубой , а верхний жестко соединен с запорным элементом в виде диска, расположенным под нижним торцом полости, причем силь- фонна  полость заполнена газом, не конденсирующимс  в диапазоне рабочих температур,
3. 3. Двигатель по п. 1,отличающий- С   тем, что клапан имеет форму конуса с

   основанием, выполн ющим роль запорного элемента, по периметру которого закреплены по крайней мере три направл ющих штыр , подвижно установленных в отверсти х седла, на концах которых установлен ограничитель перемещени  клапана.
4. 4.. Двигатель по п.1,отличаю щи й- с   тем, что запорный элемент клапана выполнен в виде диска, между которым и основанием конического участка внутренней трубы размещена пружина.

   Фиг. 1

   А -А

   Фиг.2

   /

   14

   эП; А

   Фиг.З

   6-6

   Фиг.1