RU2491425C2 - Steam rotary vaned motor - Google Patents
Steam rotary vaned motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491425C2 RU2491425C2 RU2011143005/06A RU2011143005A RU2491425C2 RU 2491425 C2 RU2491425 C2 RU 2491425C2 RU 2011143005/06 A RU2011143005/06 A RU 2011143005/06A RU 2011143005 A RU2011143005 A RU 2011143005A RU 2491425 C2 RU2491425 C2 RU 2491425C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- steam
- rotor
- water
- housing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
- F01C1/30—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
- F01C1/34—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members
- F01C1/344—Rotary-piston machines or engines having the characteristics covered by two or more groups F01C1/02, F01C1/08, F01C1/22, F01C1/24 or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F01C1/08 or F01C1/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
- F01C11/00—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
- F01C11/006—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of dissimilar working principle
- F01C11/008—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of dissimilar working principle and of complementary function, e.g. internal combustion engine with supercharger
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04F—PUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
- F04F5/00—Jet pumps, i.e. devices in which flow is induced by pressure drop caused by velocity of another fluid flow
- F04F5/44—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04F5/02 - F04F5/42
- F04F5/46—Arrangements of nozzles
- F04F5/461—Adjustable nozzles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2210/00—Fluid
- F04C2210/22—Fluid gaseous, i.e. compressible
- F04C2210/227—Steam
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к роторно-лопастным двигателям, и может быть использовано в энергомашиностроении, тепловозостроении, судостроении, авиации и тракторо- и автомобилестроении.The invention relates to the field of engine building, namely to rotary vane engines, and can be used in power engineering, diesel locomotive, shipbuilding, aviation, and tractor and car manufacturing.
Уровень техникиState of the art
Известен роторно-лопастный двигатель внутреннего сгорания, содержащий корпус, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена в виде прямого кругового цилиндра с двумя торцевыми крышками, ротор, эксцентрично установленный в корпусе и имеющий радиальные пазы, в которых установлены лопасти с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней рабочей поверхности корпуса в процессе вращения ротора, а также системы топливоподачи и газообмена, при этом ротор и корпус выполнены сплошными из волокнистого углерод-углеродного композита или термостойкой керамики, лопасти - в виде пакета пластин из углеграфитовой композиции, а в теле ротора между пазами выполнены камеры сгорания в виде цилиндрических или сферических углублений (Патент RU №2011866 C1, M. кл. F02B 53/00, опубликовано 1990.04.30).Known rotary vane internal combustion engine containing a housing, the inner working surface of which is made in the form of a direct circular cylinder with two end caps, a rotor eccentrically mounted in the housing and having radial grooves in which the blades are mounted to move in these grooves and slide their working faces along the inner working surface of the housing during the rotation of the rotor, as well as the fuel supply and gas exchange systems, while the rotor and the housing are made of continuous fiber carbon-carbon composite or heat-resistant ceramics, the blades are in the form of a package of plates made of carbon-graphite composition, and the combustion chambers are made in the form of cylindrical or spherical recesses in the body of the rotor between the grooves (Patent RU No. 20111866 C1, M. class. F02B 53/00, published 1990.04.30).
Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного решений, заключаются в наличии цилиндрического корпуса, ротора с радиальными пазами, установленного в корпусе с возможностью вращения, и лопастей, установленных в радиальных пазах ротора с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней рабочей поверхности корпуса в процессе вращения ротора, а также в наличии расположенных в стенке корпуса элементов подачи рабочего тела и элементов газообмена.Signs that are common to the known and claimed solutions are the presence of a cylindrical housing, a rotor with radial grooves mounted in the housing for rotation, and blades mounted in radial grooves of the rotor with the ability to move in these grooves and slide their working faces along the inner working the surface of the housing during the rotation of the rotor, as well as the presence of the working fluid supply elements and gas exchange elements located in the housing wall.
Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в том, что внутренняя рабочая поверхность корпуса выполнена в виде прямого кругового цилиндра, а ротор установлен с эксцентриситетом относительно оси симметрии внутренней рабочей поверхности корпуса, что является причиной существенной неуравновешенности внутренних сил двигателя.The reason that prevents obtaining the required technical result in a known technical solution is that the inner working surface of the housing is made in the form of a straight circular cylinder, and the rotor is mounted with an eccentricity relative to the axis of symmetry of the inner working surface of the housing, which causes a significant imbalance in the internal forces of the engine.
Наиболее близким аналогом (прототипом) является паровой роторно-лопастный двигатель, который содержит неподвижный полый корпус, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической, ротор с радиальными пазами, установленный в корпусе соосно с внутренней рабочей поверхностью корпуса, при этом в роторе выполнены пазы, которые расположены равномерно по окружности ротора, лопасти, установленные в радиальных пазах ротора с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней рабочей поверхности корпуса в процессе вращения ротора, а также элементы подачи пара и элементы отвода пара, расположенные в стенке корпуса (Описание изобретения к патенту RU №2361089 C1, M. кл. F01C 1/32, F02B 53/02, F02B 55/08, F02B 55/16, опубликовано 10.07.2009).The closest analogue (prototype) is a steam rotor-vane engine, which contains a stationary hollow casing, the inner working surface of which is cylindrical, a rotor with radial grooves installed in the casing coaxially with the inner working surface of the casing, while the rotor has grooves that are located uniformly around the circumference of the rotor, the blades mounted in the radial grooves of the rotor with the ability to move in these grooves and slide their working faces along the inner working surface the spine of the housing during the rotation of the rotor, as well as steam supply elements and steam removal elements located in the wall of the housing (Description of the invention to patent RU No. 2361089 C1, M. CL F01C 1/32, F02B 53/02, F02B 55/08, F02B 55/16, published July 10, 2009).
Признаки, являющиеся общими для известного и заявленного решений, заключаются в наличии корпуса, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической, установленного в корпусе ротора, в котором выполнены радиальные пазы, расположенные равномерно по окружности ротора, лопастей, установленных в пазах с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней рабочей поверхности корпуса в процессе вращения ротора, источника пара, а также расположенных в стенке корпуса элементов подачи пара, соединенные с источником пара, и расположенных в корпусе элементы отвода пара.Signs that are common to the known and claimed solutions are the presence of a housing, the inner working surface of which is cylindrical, installed in the rotor housing, in which radial grooves are made, arranged uniformly around the circumference of the rotor, of blades mounted in grooves with the possibility of movement in these grooves and sliding with its working faces along the inner working surface of the housing during rotation of the rotor, the steam source, as well as steam supply elements located in the housing wall, with integrated with the steam source, and located in the housing elements of the steam outlet.
Причина, препятствующая получению в известном техническом решении требуемого технического результата, заключается в том, что элементы подачи пара установлены радиально, вследствие чего подаваемый через них пар не создает турбинного эффекта.The reason that prevents obtaining the required technical result in a known technical solution is that the steam supply elements are installed radially, as a result of which the steam supplied through them does not create a turbine effect.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в увеличении мощности двигателя на высоких скоростях вращения ротора.The problem to which the invention is directed, is to increase engine power at high rotor speeds.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в подаче дополнительного пара с высокой скоростью потока в направлении касательной к цилиндрической поверхности ротора.The technical result that mediates the solution of this problem is to supply additional steam with a high flow rate in the direction tangent to the cylindrical surface of the rotor.
Достигается технический результат тем, что роторно-лопастный двигатель содержит неподвижный полый корпус, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической, ротор, который установлен в корпусе и в котором выполнены радиальные пазы, расположенные равномерно по окружности ротора, лопасти, установленные в указанных пазах с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней рабочей поверхности корпуса в процессе вращения ротора, источник пара, элементы подачи пара, расположенные в стенке корпуса и соединенные с источником пара, элементы отвода пара, расположенные в корпусе, а также по крайней мере одно сопло Лаваля, которое соединено с источником пара и установлено в стенке корпуса наклонно к радиусу ротора с возможностью создания турбинного эффекта.The technical result is achieved in that the rotary vane engine comprises a stationary hollow body, the inner working surface of which is cylindrical, a rotor which is installed in the body and in which radial grooves are arranged uniformly around the circumference of the rotor, the blades mounted in these grooves with the ability to move in these grooves and sliding with their working faces along the inner working surface of the housing during the rotation of the rotor, a steam source, steam supply elements located in the housing and coupled to the steam source, steam removal elements located in the housing, as well as at least one Laval nozzle, which is connected to the steam source and installed in the housing wall inclined to the radius of the rotor with the possibility of creating a turbine effect.
Достигается технический результат также тем, что источник пара выполнен в виде последовательно соединенных конденсатора, водяного бака, генератора пара высокого давления, ресивера и управляемого контроллером распределительного клапана, при этом к выходам распределительного клапана подсоединены элементы подачи пара и сопла Лаваля, а к входам конденсатора подсоединены элементы отвода пара.The technical result is also achieved in that the steam source is made in the form of a series-connected condenser, a water tank, a high-pressure steam generator, a receiver and a control valve controlled by the controller, while the steam supply elements and the Laval nozzle are connected to the outputs of the distribution valve, and connected to the condenser inputs steam extraction elements.
Достигается технический результат также тем, что генератор пара высокого давления содержит корпус с по крайней мере одной топочной камерой, по крайней мере один водонагреватель, расположенный в топочной камере, и по крайней мере одно горелочное устройство, установленное с возможностью нагрева воды в водонагревателе, при этом горелочное устройство представляет собой сопло Лаваля, работающее на водяном топливе.The technical result is also achieved in that the high-pressure steam generator comprises a housing with at least one combustion chamber, at least one water heater located in the combustion chamber, and at least one burner device installed with the possibility of heating water in the water heater, the burner device is a Laval nozzle operating on water fuel.
Достигается технический результат также тем, что на входе горелочного устройства установлена форсунка для подачи в него воды или водяного пара и электроды для создания электрической дуги, предназначенной для диссоциации этой воды.The technical result is also achieved by the fact that at the inlet of the burner device there is a nozzle for supplying water or water vapor to it and electrodes to create an electric arc designed to dissociate this water.
Достигается технический результат также тем, что горелочное устройство содержит по крайней мере одно дополнительное сопло Лаваля, образующее с упомянутым соплом, являющимся основным, линейную цепь сопел Лаваля, в которой основное сопло является первым и в которой выход предыдущего сопла цепи соединен с входом одного последующего сопла цепи, так что геометрические размеры последующего сопла цепи превышают геометрические размеры предыдущего сопла цепи.The technical result is also achieved by the fact that the burner device contains at least one additional Laval nozzle, forming with the said nozzle, which is the main, a linear chain of Laval nozzles, in which the main nozzle is the first and in which the output of the previous nozzle of the circuit is connected to the input of one subsequent nozzle chain, so that the geometric dimensions of the subsequent nozzle of the chain exceed the geometric dimensions of the previous nozzle of the chain.
Достигается технический результат также тем, что горелочное устройство содержит по крайней мере два дополнительных сопла Лаваля, образующих с упомянутым соплом, являющимся основным, разветвленную цепь сопел Лаваля, в которой основное сопло является первым и в которой выход предыдущего сопла цепи соединен с входами двух последующих сопел цепи.The technical result is also achieved by the fact that the burner device contains at least two additional Laval nozzles, forming with the said nozzle, which is the main, a branched chain of Laval nozzles, in which the main nozzle is the first and in which the output of the previous nozzle of the circuit is connected to the inputs of the two subsequent nozzles chains.
Новые признаки заявленного технического решения заключаются в том, что двигатель содержит по крайней мере одно сопло Лаваля, которое соединено с источником пара и установлено в стенке корпуса наклонно к радиусу ротора с возможностью создания турбинного эффекта.New features of the claimed technical solution are that the engine contains at least one Laval nozzle, which is connected to a steam source and installed in the housing wall inclined to the radius of the rotor with the possibility of creating a turbine effect.
Новые признаки также заключаются в том, что упомянутый источник пара содержит последовательно соединенные конденсатор, водяной бак, генератор пара высокого давления, ресивер и управляемый контроллером распределительный клапан, к выходам которого подсоединены элементы подачи пара и сопла Лаваля, а элементы отвода пара соединены с входами конденсатора.The new features also include the fact that the mentioned steam source contains a series-connected condenser, a water tank, a high-pressure steam generator, a receiver and a control valve controlled by a controller, to the outputs of which steam supply elements and Laval nozzles are connected, and the steam removal elements are connected to the condenser inlets .
Новые признаки также заключаются в том, что генератора пара высокого давления содержит корпус с по крайней мере одной топочной камерой, по крайней мере один водонагреватель, расположенный в топочной камере, и по крайней мере одно горелочное устройство, установленное с возможностью нагрева воды в водонагревателе, при этом горелочное устройство представляет собой сопло Лаваля, работающее на водяном топливе и содержащее установленную на входе форсунку для подачи воды или водяного пара и электроды для создания электрической дуги, предназначенной для диссоциации этой воды.New features also lie in the fact that the high-pressure steam generator contains a housing with at least one furnace chamber, at least one water heater located in the furnace chamber, and at least one burner device installed with the possibility of heating water in the water heater, this burner device is a Laval nozzle that runs on water fuel and contains installed at the inlet nozzle for supplying water or water vapor and electrodes to create an electric arc, intended chennoy for the dissociation of water.
Новые признаки также заключаются в том, что горелочное устройство содержит по крайней мере одно дополнительное сопло Лаваля, образующее с упомянутым соплом, являющимся основным, линейную цепь сопел Лаваля, в которой основное сопло является первым и в которой выход предыдущего сопла цепи соединен с входом одного последующего сопла цепи, так что геометрические размеры последующего сопла цепи превышают геометрические размеры предыдущего сопла цепи.New features also lie in the fact that the burner device contains at least one additional Laval nozzle, which forms, with the mentioned nozzle, the main one, a linear chain of Laval nozzles, in which the main nozzle is the first and in which the output of the previous nozzle of the circuit is connected to the input of one subsequent nozzles of the chain, so that the geometric dimensions of the subsequent nozzle of the chain exceed the geometric dimensions of the previous nozzle of the chain.
Новые признаки также заключаются в том, что горелочное устройство содержит по крайней мере два дополнительных сопла Лаваля, образующих с упомянутым соплом, являющимся основным, разветвленную цепь сопел Лаваля, в которой основное сопло является первым и в которой выход предыдущего сопла цепи соединен с входами двух последующих сопел цепи.New features also lie in the fact that the burner device contains at least two additional Laval nozzles, forming with the said nozzle being the main, a branched chain of Laval nozzles, in which the main nozzle is the first and in which the output of the previous nozzle of the circuit is connected to the inputs of the next two nozzles chain.
Перечень фигур чертежейList of drawings
На фиг.1 схематично показан заявленный паровой роторно-лопастный двигатель; на фиг.2, 3 - варианты выполнения генератора пара высокого давления; на фиг.4, 5, 6 - варианты выполнения горелки, используемой в генераторе пара.Figure 1 schematically shows the claimed steam rotary vane engine; figure 2, 3 - embodiments of the high-pressure steam generator; figure 4, 5, 6 - embodiments of the burner used in the steam generator.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретенияInformation confirming the possibility of carrying out the invention
Двигатель содержит: неподвижный полый корпус 1, внутренняя поверхность 2 которого выполнена цилиндрической (с торцов корпус закрыт крышами); ротор 3, который выполнен в виде прямого кругового цилиндра с четырьмя радиальными пазами 4; четыре лопасти 5, установленные в упомянутых пазах 4 с возможностью перемещения в этих пазах и скольжения своими рабочими гранями по внутренней поверхности 2 корпуса 1; два элемента 6 подачи пара, установленные в корпусе так, что подаваемый через них пар не создает турбинного эффекта (установлены радиально); два сопла Лаваля 7, установленные в корпусе наклонно к радиусу ротора, так что ось каждого сопла Лаваля ориентирована в направлении соответствующей касательной к цилиндрической поверхности ротора; элементы 8 отвода пара. Кроме того, двигатель содержит соединенные последовательно конденсатор пара 9, водяной бак 10, генератор пара высокого давления 11, ресивер 12 и управляемый контроллером 14 распределитель пара 13. В свою очередь входы конденсатора 9 соединены с выходами элементов 8 отвода пара, а выходы распределителя пара 13 соединены с входами элементов 6 подачи пара и входами сопел Лаваля 7.The engine contains: a stationary
В примере, показанном на прилагаемой фигуре, ротор 3 установлен в корпусе 1 соосно с его внутренней цилиндрической поверхностью 2. Пазы 4 и, соответственно, лопасти 5 расположены равномерно по окружности поперечного сечения ротора 3. Минимальное число лопастей четыре. В этом случае угол между любыми двумя смежными лопастями составляет 90°, а угол между противоположными лопастями составляет 180°. Элементы 6 подачи пара установлены в корпусе 1 в вершинах малой оси эллипса рабочей поверхности 2. Сопла Лаваля 7 установлены в корпусе 1 со смещением от элементов 6 на угол, не превышающий 45° в направлении вращения ротора 3. Элементы 8 отвода пара установлены в корпусе 1 со смещением от элементов 6 на угол, не превышающий 45° в направлении, противоположном вращению ротора 3 (направление вращения показано на фиг. дугообразной стрелкой). Кроме того, элементы подачи пара 6 установлены радиально, т.е. с возможностью радиальной подачи пара, так что подаваемый пар не создает динамического (турбинного) эффекта, а сопла Лаваля 7 своими осями установлены наклонно к радиусам ротора, так что ось каждого сопла Лаваля ориентирована в направлении соответствующей касательно к цилиндрической поверхности ротора 3 для создания динамического (турбинного) эффекта. Количество лопастей 5 может быть больше четырех, но обязательно четным. Лопасти 5 должны располагаться равномерно по окружности поперечного сечения ротора 3. При этом лопасти 5 установлены в пазах 4 с подпружиниванием в направлении от оси ротора. Данное подпружинивание обеспечивается установкой в пазах 4 соответствующих пружин (не показаны) и/или подачей в пазы 4 газа под давлением.In the example shown in the attached figure, the rotor 3 is mounted in the
Представленный выше пример парового роторно-лопастного двигателя характеризуется выполнением внутренней рабочей поверхности корпуса цилиндрической с образующей в виде эллипса. При этом ротор установлен соосно с корпусом, что обеспечивает сбалансированность сил. Однако такой вариант двигателя не является единственно возможным в объеме заявленной формулы. Возможен, например, вариант, в котором внутренняя рабочая поверхность корпуса (статора) выполнена в виде кругового цилиндра, а ротор установлен со смещением его оси относительно оси корпуса. Возможно также выполнение внутренней рабочей поверхности корпуса со сложной направляющей, как это представлено в описании изобретения по упомянутому выше патенту RU №2361089.The above example of a steam rotor-vane engine is characterized by the execution of the inner working surface of the housing is cylindrical with a generatrix in the form of an ellipse. In this case, the rotor is mounted coaxially with the housing, which ensures a balance of forces. However, this version of the engine is not the only possible in the scope of the claimed formula. For example, a variant is possible in which the inner working surface of the housing (stator) is made in the form of a circular cylinder, and the rotor is mounted with an offset of its axis relative to the axis of the housing. It is also possible execution of the inner working surface of the housing with a complex guide, as presented in the description of the invention according to the aforementioned patent RU No. 2361089.
В двигателе используется генератор пара высокого давления 11, который содержит корпус 15 и две топочные камеры 16 и 17 (фиг.2). В топочной камере 16 установлен водонагреватель 18, выполненный в виде змеевика, горелочное устройство 19 и предохранительный клапан 20. В топочной камере 17 установлен водонагреватель 21, выполненный в виде бака, и горелочное устройство 22. При этом выход водонагревателя 21 посредством трубопровода соединен с входом змеевика 18, предназначенного для генерирования водяного пара высокого давления.The engine uses a high-
Генератор, показанный на фиг.3, отличается от генератора на фиг.2 тем, что содержит канал 23, связывающий топочные камеры 16 и 17 между собой; при этом генератор содержит только одно горелочное устройство 19.The generator shown in FIG. 3 differs from the generator in FIG. 2 in that it comprises a
Каждое горелочное устройство (19 и 22) имеет три варианта исполнения.Each burner device (19 and 22) has three versions.
В первом варианте исполнения (фиг.4) горелочное устройство представляет собой сопло Лаваля 24 (основное сопло), работающее на водяном топливе. При этом на входе (на входном торце) сопла 24 уставлена форсунка 25 для подачи воды или водяного пара, а также установлены электроды 26 (катод, анод), предназначенные для их подключения к источнику тока высокого напряжения (источник тока не показан).In the first embodiment (Fig. 4), the burner device is a Laval nozzle 24 (main nozzle) running on water fuel. At the same time, at the inlet (at the inlet end) of the
Во втором варианте исполнения (фиг.5) горелочное устройство содержит упомянутое основное сопло 24 и, по крайней мере, одно дополнительное сопло Лаваля 27, образующее с основным соплом 24 линейную цепь сопел Лаваля. В этой цепи основное сопло 24 является первым, причем выход предыдущего сопла (в данном случае сопла 24) соединен с входом одного последующего сопла (в данном случае сопла 27), так что геометрические размеры последующего сопла превышают геометрические размеры предыдущего сопла. При этом дополнительное сопло 27 содержит форсунку 28 для подачи в него дополнительной воды или водяного пара.In the second embodiment (FIG. 5), the burner device comprises said
В третьем варианте исполнения (фиг.6) горелочное устройство содержит основное сопло 24 с разделителем 29 для разделения выхода этого сопла на два выходных канала и, по крайней мере, два дополнительных сопла Лаваля 27(1) и 27(2), образующее с основным соплом 24 разветвленную цепь сопел Лаваля, в которой основное сопло 24 является первым и в которой выходные каналы предыдущего сопла (в данном случае сопла 24) соединены с входами двух последующих сопел (в данном случае сопел 27(1) и 27(2)). При этом дополнительные сопла 27(1) и 27(2) содержат соответствующие форсунки 28(1) т 28(2) для подачи в дополнительные сопла дополнительной воды или водяного пара.In the third embodiment (Fig. 6), the burner device comprises a
Работа двигателя заключается в следующем.The operation of the engine is as follows.
В исходном положении ротора 3 (как показано на фиг.) его противоположно направленные лопасти должны располагаться между соответствующими элементами 6 подачи пара и соответствующими элементами 8 отвода пара, так чтобы элементы 6 находились между соответствующими смежными лопастями 5, а элементы отвода пара 8 при этом не должны находиться между теми же соответствующими смежными лопастями. При этом пространство между смежными лопастями 5 образует одну рабочую камеру (назовем ее первой), а пространство между другими смежными лопастями 5 образует другую рабочую камеру. Если указанное условие начального расположения лопастей в момент пуска двигателя не выполнено, то стартером (не показан) обеспечивается принудительный поворот ротора 3 для обеспечения упомянутого расположения лопастей. В таком положении ротора 3 посредством элементов 6 осуществляют радиальную подачу пара во внутреннюю полость корпуса 1 с двух сторон этого корпуса в два рабочих пространства.In the initial position of the rotor 3 (as shown in Fig.), Its oppositely directed blades should be located between the respective steam supply elements 6 and the corresponding steam removal elements 8, so that the elements 6 are between the adjacent adjacent blades 5, and the steam removal elements 8 are not must be between the same corresponding adjacent blades. Moreover, the space between adjacent blades 5 forms one working chamber (let's call it first), and the space between other adjacent blades 5 forms another working chamber. If the specified condition for the initial location of the blades at the time of starting the engine is not fulfilled, then the starter (not shown) provides for the forced rotation of the rotor 3 to ensure the mentioned location of the blades. In this position of the rotor 3 by means of the elements 6 radial steam is supplied into the internal cavity of the
Пар, находящийся под высоким давлением в первой и второй рабочих камерах, оказывает разное давление на смежные лопасти каждой рабочей камеры благодаря эллиптической форме поверхности 2 в ее поперечном сечении и по этой причине разной выдвинутости смежных лопастей. Возникающие в результате этого разности давлений заставляют ротор вращаться по часовой стрелке. При повороте ротора 3 на угол 90° первая по ходу вращения лопасть каждой рабочей камеры переходит точку расположения соответствующего элемента отвода пара 8, вследствие чего пар из каждой рабочей камеры свободно выходит через элементы отвода 8 и поступает в конденсатор 9. Далее цикл повторяется. При этом в конденсаторе пар конденсируется, а образовавшаяся таким образом вода поступает в водяной бак 10, в котором она накапливается. Из бака 10 вода поступает в генератор пара высокого давления 11, из которого образовавшийся там пар поступает в ресивер 12, где он накапливается под большим давлением. Из ресивера пар поступает в управляемый контроллером 14 распределитель пара 13, выходы которого соединены с соответствующим элементами подачи 6 и соплами Лаваля 7. В зависимости от необходимого режима работы двигателя контроллер 14 обеспечивает подачу пара либо только в элементы подачи 6 (обеспечение необходимой мощности двигателя при работе на малых оборотах), либо только в сопла Лаваля 7 (обеспечение необходимой мощности двигателя при работе на больших оборотах за счет турбинного эффекта), либо одновременно в элементы подачи бив сопла Лаваля 7 для дополнительного увеличения мощности двигателя.The steam under high pressure in the first and second working chambers exerts different pressure on the adjacent blades of each working chamber due to the elliptical shape of the
Работа генератора пара заключается в следующем.The operation of the steam generator is as follows.
Вода (конденсат) непрерывно поступает в водонагреватель (бак) 21, где она нагревается при помощи горелочного устройства 22. Далее вода по внутреннему трубопроводу генератора пара поступает в змеевик 18, где она нагревается при помощи горелочного устройства 19, превращаясь тем самым в пар (фиг.2). В варианте генератора пара, представленного на фиг.3, нагревание воды в баке 21 и в змеевике 18 осуществляется при помощи одного горелочного устройства 19.Water (condensate) continuously enters the water heater (tank) 21, where it is heated using the
Каждое горелочное устройство (19 и 22) выполнено в виде сопла Лаваля. При этом в каждое сопло 24 при помощи форсунки 25 подают воду или водяной пар (фиг.4). Электроды 26 подключают к источнику тока высокого напряжения (не показан). В результате прохождения тока в сопле 24 происходит разложение воды на водород и кислород и последующее сгорание водорода с образованием плазмы, температура которой достигает 6000°C. Образующаяся в сопле 24 плазма поступает в соответствующую топочную камеру 16 и 17, где осуществляется нагрев этой плазмой водонагревателя (бака) 21, а также водонагревателя (змеевика) 18. В результате этого на выходе змеевика 18 образуется водяной пар. Клапан 20 осуществляет сброс лишнего давления из топочных камер.Each burner device (19 and 22) is made in the form of a Laval nozzle. In this case, each
Для увеличения мощности горелочное устройство (позиции 19, 22 на фиг.2 и 3) может быть выполнено в виде линейной (фиг.5) или разветвленной (фиг.6) цепи сопел Лаваля.To increase power, the burner device (
Работа горелочного устройства в вариантах, показанных на фиг.5 и 6, заключается в следующем.The operation of the burner device in the embodiments shown in FIGS. 5 and 6 is as follows.
Плазма, образующаяся в сопле Лаваля 24, поступает в следующее сопло 27 цепи сопел (фиг.5) или, будучи разделена на два потока разделителем 29 (фиг.6), одновременно в два следующих сопла 27(1) и 27(2).The plasma generated in the
В это следующее сопло (или два сопла) при помощи форсунки 28 (или форсунок 28(1) и 28(2)) поступает дополнительная вода (или водяной пар), которая под действием плазмы из сопла 24 разлагается на водород и кислород; при этом вновь образовавшийся водород также сгорает. В результате во втором сопле образуется дополнительная плазма, увеличивающая общий объем генерируемой плазмы. Таким образом, при небольших габаритах горелочное устройство позволяет на основе воды генерировать значительную тепловую мощность.In this next nozzle (or two nozzles) with the help of nozzle 28 (or nozzles 28 (1) and 28 (2)) additional water (or water vapor) enters, which, under the influence of plasma, decomposes from
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143005/06A RU2491425C2 (en) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Steam rotary vaned motor |
PCT/RU2012/000849 WO2013062440A2 (en) | 2011-10-24 | 2012-10-22 | Steam-driven rotary vane engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011143005/06A RU2491425C2 (en) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Steam rotary vaned motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011143005A RU2011143005A (en) | 2013-04-27 |
RU2491425C2 true RU2491425C2 (en) | 2013-08-27 |
Family
ID=48168741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011143005/06A RU2491425C2 (en) | 2011-10-24 | 2011-10-24 | Steam rotary vaned motor |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2491425C2 (en) |
WO (1) | WO2013062440A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022114912A1 (en) | 2022-06-14 | 2023-12-14 | Vladimir Habek | Adapter for a device for introducing an operating fluid necessary for the operation of an engine or heater into a designated receiving space of the engine or heater |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550288C2 (en) * | 2013-06-25 | 2015-05-10 | Сергей Александрович Емелин | Method of heat energy-to-mechanical power conversion and engine for its implementation |
CN103821610B (en) * | 2014-03-13 | 2016-08-24 | 李海鹏 | Rotary piston engine |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1047324A (en) * | ||||
DE3531469A1 (en) * | 1985-09-03 | 1987-03-05 | Muenzinger Friedrich | Steam engine |
GB2195400A (en) * | 1986-09-29 | 1988-04-07 | Kershaw H A | Heat engine incorporating a rotary vane device |
RU2084674C1 (en) * | 1994-10-25 | 1997-07-20 | Александр Алексеевич Пустынцев | Steam-gas jet propulsion engine |
RU2361089C1 (en) * | 2008-07-31 | 2009-07-10 | Федор Камильевич Глумов | Rotor-piston engine (versions) |
RU87465U1 (en) * | 2009-05-12 | 2009-10-10 | Федор Камильевич Глумов | ROTOR-PISTON ENGINE |
RU92094U1 (en) * | 2009-11-11 | 2010-03-10 | Закрытое акционерное общество "РТИ-Системы вторичного энергопитания" | RADIAL REACTIVE ROTARY ENGINE WITH OPPOSITION ROTORS |
-
2011
- 2011-10-24 RU RU2011143005/06A patent/RU2491425C2/en not_active IP Right Cessation
-
2012
- 2012-10-22 WO PCT/RU2012/000849 patent/WO2013062440A2/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1047324A (en) * | ||||
DE3531469A1 (en) * | 1985-09-03 | 1987-03-05 | Muenzinger Friedrich | Steam engine |
GB2195400A (en) * | 1986-09-29 | 1988-04-07 | Kershaw H A | Heat engine incorporating a rotary vane device |
RU2084674C1 (en) * | 1994-10-25 | 1997-07-20 | Александр Алексеевич Пустынцев | Steam-gas jet propulsion engine |
RU2361089C1 (en) * | 2008-07-31 | 2009-07-10 | Федор Камильевич Глумов | Rotor-piston engine (versions) |
RU87465U1 (en) * | 2009-05-12 | 2009-10-10 | Федор Камильевич Глумов | ROTOR-PISTON ENGINE |
RU92094U1 (en) * | 2009-11-11 | 2010-03-10 | Закрытое акционерное общество "РТИ-Системы вторичного энергопитания" | RADIAL REACTIVE ROTARY ENGINE WITH OPPOSITION ROTORS |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022114912A1 (en) | 2022-06-14 | 2023-12-14 | Vladimir Habek | Adapter for a device for introducing an operating fluid necessary for the operation of an engine or heater into a designated receiving space of the engine or heater |
WO2023242081A1 (en) | 2022-06-14 | 2023-12-21 | Vladimir Habek | Adapter for a device for introducing a fuel necessary for operating a prime mover or heater into a receiving space in the prime mover or heater intended therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011143005A (en) | 2013-04-27 |
WO2013062440A2 (en) | 2013-05-02 |
WO2013062440A3 (en) | 2013-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2013150959A (en) | COMBUSTION CHAMBER, COMBUSTION METHOD, ELECTRICITY PRODUCTION DEVICE AND METHOD OF ELECTRICITY PRODUCTION ON SUCH DEVICE | |
US7073477B2 (en) | Gorski rotary engine | |
RU2491425C2 (en) | Steam rotary vaned motor | |
CA2851858C (en) | Generation of steam by spraying water onto a duct within a chamber having divider walls | |
KR101175713B1 (en) | Vane motor using high-pressure fluid and apparatus for generating electricity having the same | |
RU98102924A (en) | ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
RU116908U1 (en) | STEAM ROTARY-VAN ENGINE | |
EP2321509A1 (en) | Combined cycle energy generation system | |
KR102511792B1 (en) | sine rotary engine | |
EP3532708B1 (en) | Heat machine configured for realizing heat cycles and method for realizing heat cycles by means of such heat machine | |
RU2747654C2 (en) | Gas turbine and method of its operation | |
CN201103494Y (en) | Air injection rotor engine | |
CN101149027A (en) | Combustion-explosion type air injection rotor engine | |
RU2065978C1 (en) | Steam-power unit | |
RU2361089C1 (en) | Rotor-piston engine (versions) | |
RU2693353C1 (en) | Electric detonation turbine unit and universal combined-cycle plant (embodiments) | |
RU2688050C1 (en) | Rotary engine | |
RU2335636C2 (en) | Method of heat engine operation and romanov's gas-steam turbo-engine | |
US3446016A (en) | Liquid sealed continuous combustion engine | |
WO2023056542A1 (en) | Water-injected steam engine | |
JP2010180869A (en) | Steam explosion type engine | |
RU181360U1 (en) | ROTARY INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
CN105531544A (en) | Combustion chamber for a gas turbine, and tool and method for producing cooling ducts in a gas turbine component | |
RU2011153235A (en) | TURBOROTORIAL ENGINE | |
EP2133511B1 (en) | Internal combustion scroll engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141025 |