SU1747731A1 - Реактивный ротаторный двигатель - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве силовой энергетической установки. Сущность изобретени : воздушно-реактиЕ ный двигатель вращательного типа. Двигатель выполнен в виде компрессора с периферийными приводными воздушно-реактивными двигател ми , закрепленными на ободе полого диска и периферийной турбины, св занной по газу с выхлопом реактивного привода. В выхлопном сечении двигател  установлен котел-утилизатор торового типа с окнами дл  выхода газа, имеющий полости дл  циркул ции жидкости и установленный концен- трично относительно обода диска. В полости диска размещены емкости дл  топлива и охладител . На диске закреплены упрочн ющие тросы. Реактивные приводные двигатели имеют рубашку охлаждени  с форсунками подачи охлаждающей жидкости ,, причем выход из рубашки охлаждени  совмещен с плоскостью выхлопного сечени  реактивного сопла. Оси выходных отверстий форсунок охладител  направлены под углом к поверхности камеры сгорани . На обращенных друг к другу поверхност х диска и котла-утилизатора установлены лабиринтные уплотнени . 2 ил. сл 1C

Description

Изобретение относитс  к двигател м внутреннего сгорани , а именно к реактивным двигательным установкам, и может быть использовано в качестве силовой энергетической установки на тепловой электростанции ТЭЦ, на корабт х и на железнодорожных локомотизах

Известно техническое реаение, которое обладает р дом недост.зткзв, которые заложены в выполненных формах конструктивных элементов и в их взаиморасположении , газоотводы рабочих га ЗОЕ из камеры сгорани  выполнены кривэлинейно, что снижает КПД камеры сгорани , так как увеличено сопротивление, кроме того, теплова  энерги  рабочих газов, исход щих из камеры сгорани , тер етс  на нагрев и перегрев конструктивных материалов устройства , что снижает КПД использовани  химической энергии топлива и способствует разрушению устройства от перегрева и от

воздействи  центробежных сил, что в совокупности снижает КПД цикла двигател  и надежность его в работе.

Цель изобретени  - .увеличение КПД цикла и повышение надежности.

Предложенный реактивный ротаторный двигатель, содержащий компрессор с реактивным приводом, выполненным в виде камер сгорани , кажда  из которых имеет реактивное сопло, закрепленное на ободе полого диска, полый диск посажен жестко на вал с выходом на привод одного электрогенератора , отличаетс  тем, что, с целью увеличени  КПД цикла и повышени  надежности , двигатель снабжен паровым котлом- утилизатором, выполненным в виде кольца с окнами дл  выхода газа, концентрично , размещенного относительно обода диска и имеющего полости дл  циркул ции жидкости и получени  пара на привод другого электрогенератора, торообразными емкдVJ

- Х| VI СлЭ

ст ми дл  топлива и дл  очллдител , размещенными в полости диска, упрочн ющими гроссами, закрепленными на диске, реэк- тионый приовд снабжен рубашкой охлаждени  и установленными в ней форсунками подачи охладител , выходные отверсти  которых ориентированы на поверхность камеры сгорани , причем выход из рубашки охлаждени  совмещен с плоскостью выходного сечени  реактивного сопла, а на обращенных друг к другу поверхност х диска и котла-утилизатора установлены лабиринтные уплотнени 

На фиг 1 схематически представлен реактивный ротаторный двигатель; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1.

Реактивный ротаторный двигатель содержит реактивный привод 1, выполненный в виде камер сгорани , кажда  из которых имеет реактивное сопло, закрепленное на ободе полого диска 2, диск 2 закреплен жестко на валу 3 с выходом на привод электрогенератора № 1. Реактивный привод 1 снабжен рубашкой охлаждени  7 и установленными в ней форсунками 8 подачи охладител , выходные отверсти  которых ориентированы на поверхность камеры сгорани , причем выход из рубашки охлаждени  совмещен с плоскостью выходного сечени  реактивного сопла, в реактивном приводе 1 в камере сгорани  установлены форсунки 9. В полости диска 2 выполнены горообразные емкости дл  топлива 10 и дл  охладител  11, емкость 10 св зана трубопроводом с форсункой 9, емкость 11 св зана трубопроводом с форсункой 8, через вал 3 проложены каналы дл  подпитки емкостей 10 и 11, конструктивные элементы, подвергающиес  центробежной нагрузке, дополнительно укреплены тросами 13. Двигатель снабжен паровым котлом-утилизатором 14, выполненным в виде кольца с окнами 15 дл  выхода газа, концентрично размещенного относительно обода диска 2 и имеющего полости 12 дл  циркул ции жидкости и парообразовани  на привод электрогенератора Ns 2, а на обращенных друг к другу поверхност х диска и котла-утилизатора установлены лабиринтные уплотнени  18. Воздухозаборник 19 реактивного привода 1 выполнен на боковой стороне диска 2 по одну сторону обода диска 2 и по пр мой соединен с камерой сгорани , а камера сгорани  по пр мой соединена с реактивным соплом, закрепленным на ободе диска 2 в зоне парового котла-утилизаюра 14.

На фиг. 2 изображен вид А-А с компрессором . Между наружными поверхност ми диска 2 и обечайки 4 котла-утилизатора 14 и лабиринтными уплотнени ми 18 выполнен

кольцевой канал дл  пропуска воздуха в воздухозаборник 19, р дом с воздухозаборниками 19 выполнены направл ющие неподвижные лопатки 5, которые закреплены

по кольцу с обечайкой 4, р дом с направл ющими лопатками 5 установлены рабочие лопасти турбины б, котора  расположена на валу 3 и св зана с приводом посредством редуктора.

Пример. Реактивный ротаторный двигатель содержит реактивный привод 1, выполненный в виде камер сгорани , кажда  из которых имеет реактивное сопло, закрепленное на ободе полого диска 2, диск 2

жестко посажен на вал 3 с выходом на привод электрогенератора № 1, реактивный привод 1 снабжен рубашкой охлаждени  7, в которой установлены форсунки 8 подачи охладител , выходные отверсти  которых

ориентированы на поверхность камеры сгорани , причем выход из рубашки охлаждени  совмещен с плоскостью выходного сечени  реактивного сопла, что дает прирост реактивной т ги парообразованием со

.взрывным характером в рубашке охлаждени , где увеличена эффективность взрывного парообразовани , где охладитель под давлением разрушает образовавшуюс  газовую прослойку в место соприкасани  охладител  с поверхностью камеры сгорани ; исход щие из рубашки охлаждени  продукты охладител  сообщают прирост реактивной т ги, при этом не вли   на температуру рабочих газов в камере сгорани  и сопла

реактивного привода 1; дл  пропуска расхода воздуха в камеру сгорани  реактивного привода 1 из боковой стороне диска 2 по одну сторону обода выполнен воздухозаборник 19 и по пр мой соединен с камерой

сгорани , а камера сгорани  по пр мой соединена с реактивным соплом закрепленном по другую сторону на ободе диска 2, что уменьшает сопротивление и уменьшает потери энергии; в полости диска 2 размещены

торообразные емкости дл  топлива 10 и охладител  11, упрочн ющими тросами 13 закрепленными на диске 2, емкость 10 св зана трубопроводом с форсунками 9, емкость 11 св зана трубопроводом с форсунками 8, через вал 3 проложены каналы дл  подпитки емкостей 10 и 11, это повышает надежность и улучшает динамическую характеристику , торообразные емкости с жидкостью гас т вибрацию и под давлением

5 подают жидкость на форсунки в камеру сгорани  и в рубашку охлаждени , что анулиру- ет насосы и упрощает конструкцию: с целью увеличени  КПД цикла и повышени  надежности двигатель снабжен паровым котлом утилизэтором 14, выполненным в виде

кольца с окнами 15 дл  выхода газа, концен- трично рэзмещбнного относительно обода диска 2 и имеющего полости 12 дл  циркул ции жидкости и парообразовани  с выходом пара на привод электрогенератора № 2, а на обращенных друг к другу поверхност х диска 2 и котла-утилизатора 14 установлены лабиринтные уплотнени  18, что в совокупности дает разреженную среду в зоне парового котлз-утилизатора 14 на выходе реактивного сопла, что увеличивает эффективность т ги реактивного привода 1, кроме того, увеличена эффективность утилизации тепловой энергии газов, исход щих из реактивного сопла реактивного привода 1. так как форма и концентричное размещение парового котла-утилизатора 14 относительно обода с реактивными соплами диска 2 увеличило площадь парообразовани  по кольцу парового котла-утилизатора, где получена возможность исход щим из реактивного сопла гззам по пр мой без потерь тепловой энергии втупать в контакте поверхностью теплообмена парового котла-утилизатора с завыхрением, где уменьшена скорость выхода газа с выходных окон 15 и увеличено врем  теплообмена по кольцу в пунктах теплообмена проихсодит периодическа  турбулизаци  пограничного сло , что резко повысило интенсивность теплообмена , и одновременно лабиринтным уплотнением 18 и выходными окнами 15 по кольцу, которые соединены с известной выт жной дымовой трубой; обеспечено разрежение (низкое давление) среды по кольцу движени  реактивных сопел в паровом котле-утилизаторе 14, где разреженна  среда на срезе реактивного сопла резко повысила эффективность реактивной т ги и КПД камеры сгорани  реактивного привода 1; дл  пропуска необходимого расхода воздуха в воздухозаборник 19 реактивного привода 1 выполнен кольцевой канал обечайкой 4, ободом и боковой поверхностью диска 2, лабиринтным уплотнением 18, ободом и боковой поверхностью диска 2, лабиринтынм уплотнением 18, направл ющими лопатками 5 и турбиной 6, котоар  расположена на валу 3 и св зана с приводом через редуктор. Реактивный ротаторный двигатель приводитс  в действие стартовым устройством - посредством вала 3 приведен во вращательное движение диск 2 с торообразными емкост ми 10 и 11, под действием центробежной силы.под давлением из горообразных емкостей 10 и 11 подаетс  к форсункам 9 топливо и к форсункам 8 охладитель, В реактивном приводе 1 от свечи зажигани  топливна  смесь в камере сгорани  воспламенилась и газы, исход  из реактивного сопла , сообщили реактивной т гой вращение диску 2 и посредством выходного вала 3 приведен в действие электрогенератора N 1, упрочн ющие троссы 13, закрепленные 5 на диске 2, увеличили прочность и надежность устройства. Форсунки 8 в рубашке охлаждени  реактивного привода 1 выходными отверсти ми ориентированы на поверхность камеры сгорани , а выход из

0 рубашки охлаждени  совмещен с плоскостью выходного сечени  реактивного сопла, например, охладитель вода, под давлением распиленна  стру  воды из отверстий форсунок 8 разрушает образовавшуюс  газо5 вую (паровую) прослойку между поверхностью камеры сгорани  и жидкостью охладител  и при темпеоатуое поверхности камеры сгорани  380-374°С при данной температуре обеспечена надеж0 ность конструктивных материалов на прочность ) вода испар етс  со взрывным характером, мину  фазу кипени  и парообразование со взрывным характером исходит через выход рубашки охлаждени ,

5 сообща  прирост реактивной т ги реактивного привода 1, при этом не вли   на температуру рабочих газов внутри реактивного сопла; необходимое количество пропуска расхода воздуха в камеру сгорани  реактив5 ного привода 1 обеспечил воздухозаборник 19 при помощи компрессора; 15 частей воздуха и одна часть керосина в камере сгорани  дают температуру горени  °С, что, увеличило т гу, так как т га растет с темпо0 ратурой газов. Получен прирост реактивной т ги, что увеличило мощность на валу 3, который привел в действие электрогенератор № 1, но в исход щих газах из сопла реактивного привода 1 содержитс  до 70% тепло5 вой энергии, концентричное размещение парового котла-утилизатора 14 относительно обода с реактивными соплами диска 2 резко повысило эффективность утилизации тепловой энергии, при вращении диска 2

0 исход щие газы из сопла реактивного привода 1 в виде факела пламени по пр мой без потерь тепловой энергии соприкасаютс  с развитой поверхностью теплообменных 4 элементов полостей 12 по кольцу с завихре5 нием и выход т с малой скоростью через выходные окна 15 по кольцу в выт жную дымовую грубу охлажденными, что увеличило количество получаемого пара в единицу времени от единицы топлива, полученный пар посредством парового двигател  при5 вел в действие электрогенератор N 2

Подпитка емкостей 10 и 11 производитс  через каналы, которые проложены через вал 3, как в стзтическом.так и в динамическом состо нии. Ось вращени  вала 3 расположена в вертикальной плоскости, что улучшило динамическую характеристику устройства .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Реактивный ротаторный двигатель, содержащий компрессор с реактивным приводом , выполненным в виде камер сгорани , кажда  из которых имеет реактивное сопло, закрепленное на ободе полого диска, периферийную турбину, св занную по газу с выходом реактивного привода, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  КПД цикла и повышени  надежности, двигатель снабжен паровым котлом-утилизатором, выполненным в виде кольца с окнами дл  выхода

   газа, концентрично размещенного относительно обода диска и имеющего полости дл  циркул ции жидкости, торообразными емкост ми дл  топлива и охладител , размещенными в полости диска, упрочн ющими тросами, закрепленными на диске, реактивный привод снабжен рубашкой охлаждени  и установленными в ней форсунками подачи охладител , выходные отверсти  которых

   ориентированы на поверхность камеры сгорани , причем выход из рубашки охлаждени  совмещен с плоскостью выходного сечени  реактивного сопла, а на обращенных друг к другу поверхност х диска и котла-утилизатора установлены лабиринтные уплотнени .

   /5

   фиг /

   12

   А-А