SU47876A1

SU47876A1 - Pressure generator

Info

Publication number: SU47876A1
Application number: SU175379A
Authority: SU
Inventors: В.С. Богословский
Original assignee: В.С. Богословский
Filing date: 1935-08-26
Publication date: 1936-07-31

Description

Изобретение касаетс генератора давлени с тонким слоем рабочей жирности и регенеративным устройством.This invention relates to a pressure generator with a thin layer of working oil and a regenerative device.

В предлагаемом генераторе давлени применен вращающийс барабан, расположенный между двум неподвижными барабанами, причем кольцевое пространство между подвижным и неподвижным бар||банами разделено подпружиненными лопатками на отсеки, а в стенке неподвижного барабана устроены каналы дл прохождени подогревающего теплоносител .In the proposed pressure generator, a rotating drum located between two stationary drums is used, the annular space between the movable and stationary bar is divided by spring-loaded blades into compartments, and channels for heating the heat carrier are arranged in the wall of the stationary drum.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает поперечный разрез генератора давлени ; фиг. 2-поперечный разрез видоизмененного генератора; фиг. 3- поперечный разрез другого видоизменени генератора и фиг. 4 и 5-продольный и поперечный разрезы еще одного видоизменени генератора.In the schematic drawing of FIG. 1 is a cross section of a pressure generator; FIG. 2 is a cross-section of a modified generator; FIG. 3 is a cross-section of another modification of the generator; and FIG. 4 and 5 are longitudinal and transverse sections of another generator variation.

Генератор давлени состоит из неподвижного барабана 3 (фиг. 1), внутри которого с определенным зазором вращаетс барабан /; кольцевое пространство между барабанами / и J разделено радиальными лопатками 2, вставленными в пазы барабана / и посто нно прижимаемыми к внутренней поверхности барабана 3 пружинами, на р д одинаковых отсеков 5, скольз щих по внутренней поверхности барабана 3 при вращении барабана / так, что эта поверхность посто нно образует одну из больщих стенок отсеков. В стенке барабана 3 имеетс система нагревающих каналов 5 и 7, сквозь которые пропускаютс соответственно отработавший гор чий рабочий агент и частично промежуточный теплоноситель от котла /7. Внутри барабана 7 концентрически вставлен барабан 4, который вместе с наружным барабаном 3 и торцевыми стенками (на чертеже не видными) образуют замкнутое кольцевое пространство, в котором и происходит вращение барабана /. В цел х разгрузки вращающегос и неподвижного барабана от односторонних давлений и увеличени и эффективных поверхностей нагрева с внутренней стороны барабана / также могут быть размещены лопатки, образующие отсеки, а в барабане 4 устроены нагревающие каналы, аналогичные каналам 6 7, ч включенные параллельно с этими каналами барабаны 3. Дл вращени барабана / устроено зубчатое колесо S, сцепленное с зубчатым венцом, расположенным с кра или с торца барабана / и приводимого во вращение через посредство вала Р от главного вала силового устройства или какого-либо вспомогательного двигател . Дл опорожнени чеек после расширени -рабочего, тела служит валик 10, посто нно прижимаемый к поверхности барабана / сухарем 7/, на который давит пружина 12. Сухарь // служит дл разделени гор чего тела, сливающегос в канал 13, от охлажденного, вводимого в чейки 5 через канал 14. В валике 10 имеютс параллельные оси вращени пазы, служащие дл входа в них лопаток 2 при совместном вращении барабана 1 и валика 10, что устран ет потребность в затрате силы на вдвигание лопаток 2 в пазы и преодоление сопротивлени пружин.The pressure generator consists of a stationary drum 3 (Fig. 1) within which the drum / rotates with a certain clearance; The annular space between the drums / and J is divided by radial blades 2 inserted into the grooves of the drum / and springs pressed permanently to the inner surface of the drum 3 into a number of identical compartments 5 sliding along the inner surface of the drum 3 while the drum rotates / so that the surface permanently forms one of the large walls of the compartments. In the wall of the drum 3 there is a system of heating channels 5 and 7, through which the spent hot working agent and partially intermediate coolant from the boiler / 7 are passed respectively. A drum 4 is concentrically inserted inside the drum 7, which together with the outer drum 3 and the end walls (not visible in the drawing) form a closed annular space in which the drum rotates /. In order to relieve the rotating and stationary drum from one-sided pressures and increase and effective heating surfaces on the inner side of the drum /, the blades forming the compartments can also be placed, and heating channels similar to channels 6-7 arranged in parallel with these channels can be arranged in drum 4 drums 3. To rotate the drum / gear wheel S is arranged, coupled with a ring gear, located on the edge or end of the drum / and driven through the shaft P from the main shaft of power stroystva or any auxiliary engine. To empty the cells after the expansion of the working body, there is a roller 10, which is constantly pressed to the drum surface (with a breadr 7), on which the spring 12 presses. The cracker // serves to separate a hot body, which merges into the channel 13, from the cooled body the cells 5 through channel 14. The roller 10 has grooves parallel to the axis of rotation, which serve to enter the blades 2 into them when the drum 1 and the roller 10 are rotating together, which eliminates the need to expend force on the vanes 2 moving into the grooves and overcoming the spring resistance.

Нагрев тела в чейках 5 при вращении барабана 1 происходит вначале от соприкосновени со стенкой барабана J, нагреваемой отработавшим рабочим тедом , циркулирующим в каналах 6. Затем рабочее тело в чейках соприкасаетс со стенкой, нагреваемой промежуточным теплоносителем, подводимым по трубе 15 от змеевиков 16 котла 17 и циркулирующим по каналам 7 внутри барабана 3. Охладившийс промежуточный теплоноситель отводитс к котлу по трубе 18 и при помощи циркул ционного насоса 19 вновь прогон етс через котел и через каналы 7 и т. д. После достижени телом высшей расчетной температуры нагрев прекращаетс , чейки 5 станов тс против канала 20, соединенного трубой 2/ с силовым устройством, например, с турбиной 22. Так как нагрев тела производитс в замкнутой чейке 5, его давление возрастает пропорционально температуре и в момент присоединени чейки к каналу 20 достигает максимальной величины. Турбина 22 в части конструкции дисков, лопаток и т. д. не отличаетс Гот обычных существующих турбин , но в устройстве подводов рабочего тела и распределительных механизмов имеет отличи , завис щие от особенностей генератора рабочего тела. Когда чейка 5 становитс против канала 20, рабочее тело , благодар разности давлени в трубах 21 и 23, устремл етс чераз рабочие механизмы турбины и приводит ее во вращение, причем, однако, давление в отсеках 5 не успевает упасть до величины давлени в выводной трубе 23. Затем отсеки 5 по ходу вращени барабана / станов тс последовательно против каналов 24, сообщающихс трубами 25 с понижающимис ступен ми давлени турбины 22. Здесь в турбинеThe body is heated in the cells 5 when the drum 1 rotates first from contact with the wall of the drum J heated by exhaust working ted circulating in the channels 6. Then the working body in the cells contacts the wall heated by the intermediate heat carrier supplied through pipe 15 from the coils 16 of the boiler 17 and circulating through the channels 7 inside the drum 3. The cooled intermediate coolant is discharged to the boiler through pipe 18 and with the help of the circulation pump 19 is again passed through the boiler and through the channels 7 and so on. the body of the highest design temperature stops heating, cells 5 become opposite to channel 20 connected by tube 2 / with a power device, for example, with a turbine 22. Since the body is heated in a closed cell 5, its pressure increases in proportion to the temperature and when the cell is attached to channel 20 reaches its maximum value. The turbine 22 in terms of the design of disks, blades, etc., does not differ from the usual existing turbines, but in the device for supplying the working fluid and distribution mechanisms it differs depending on the features of the working fluid generator. When cell 5 becomes opposite to channel 20, the working fluid, due to the pressure difference in pipes 21 and 23, causes the working mechanisms of the turbine to move and cause it to rotate, however, the pressure in compartments 5 does not have time to drop to the value of pressure in the outlet pipe 23 Then, the compartments 5, in the course of the rotation of the drum /, become successively opposite the channels 24, which are connected by pipes 25 with decreasing pressure stages of the turbine 22. Here in the turbine

происходит вление, обратное процессам в существующих турбинах со ступенчатым отбором пара: к каждой последующей ступени давлени подводитс кроме рабочего агента, прошедшего через предыдущую ступень, еще добавочна порци расшир ющегос в чейке тепа. Таким образом расширение ведетс до последней ступени, пока давление не упадет до низшей за цикл величины. Выпускной канал 13 соедин етс непосредственно с трубой 23, отвод щей отработавший рабочий агент в каналы б барабана 3. После выхода из каналов 6 рабочее тело поступает дл окончательного охлаждени в холодильник 26, рткуда насосом 27 через трубу 29 и регуп р/ющий вентиль 28 подаетс в канал 14 и заполн ет выход щие из-под валика 10 пустые чейки 5. Насос 27 может быть заменен некоторым избыточным давлением в выпускной трубе 23 против давлени в канале 14. В качестве рабочего тела дл описанного устройства особенно пригоден пар высокого давлени .the opposite occurs in processes in existing turbines with step-wise steam extraction: in addition to the working agent passing through the previous step, each additional pressure stage is supplied with an additional portion of heat expanding in the cell. Thus, the expansion is carried out to the last step until the pressure drops to the lowest value per cycle. The outlet channel 13 is connected directly to the pipe 23, which discharges the spent working agent into the channels 6 of the drum 3. After exiting the channels 6, the working fluid enters for the final cooling in the refrigerator 26, which is pumped through the pipe 29 through the pipe 29 and the return valve 28 into the channel 14 and fills the empty cells 5 leaving the roller 10. The pump 27 can be replaced by some overpressure in the exhaust pipe 23 against the pressure in the channel 14. High pressure steam is particularly suitable as a working fluid for the device described.

Видоизмененный генератор состоит из наружного неподвижного барабана J (фиг. 2), внутри которого с определенным зазором вращаетс барабан /, имеющий по окружности р д радиальных лопаток 2, дел щих кольцевое пространство на известное число одинаковых отсеков 5. В барабане / устроены радиальные каналы 30, снабженные поршеньками 31 и открывающиес с одной стороны в отсеки .5 и с другой стороны в каналы 32 и 33, устроенные во внутреннем неподвижном барабане 4, причем каналы 33 сообщаютс с трубами , ведущими в двигатель.The modified generator consists of an external fixed drum J (Fig. 2), inside which the drum / rotates with a certain clearance, having a circumference of a row of radial blades 2, which divide the annular space into a known number of identical compartments 5. In the drum / radial channels 30 are arranged equipped with pistons 31 and opening from one side into compartments .5 and from the other side into channels 32 and 33 arranged in an internal stationary drum 4, with channels 33 communicating with the pipes leading to the engine.

Радиальные каналы 30 служат дл вмещени расщир ющегос от нагревани в отсеках 5 рабочего агента, посто нно отделенного нетеплопроводным поршеньком 31 от холодного тела (например, жидкости), наполн ющего остальную часть канала 30 и всю систему труб и каналов, соедин ющих генератор с силовой машиной. Эго холодное тело служит исключительно дл передачи давлени , расшир ющегос в отсеках 5 тела рабочим поршн м машины. Устройство очищающего отсека, валика 10 и сухар //и пружины 12, а также холодильника 26 и прочих устройствRadial channels 30 serve to accommodate a working agent in the compartments 5, permanently separated by a non-heat-conducting piston 31 from a cold body (e.g., liquid), filling the rest of the channel 30 and the whole system of pipes and channels connecting the generator to the power machine . The ego cold body serves exclusively to transfer pressure, which expands in the body compartments 5 to the working pistons of the machine. The device of the cleaning compartment, the roller 10 and the cracker // and the springs 12, as well as the refrigerator 26 and other devices

аналогичны вышеописанным. Вращение барабана I осуществл етс при помощи зубчатки 8, сид щей на валу Р отдельного вспомогательного мотора.similar to the above. The rotation of the drum I is carried out by the serration 8, which sits on the shaft P of the separate auxiliary motor.

Нагрев барабана 3 может производитьс одним из двух способов: нагревом при помощи циркулирующего в каналах отработавшего рабочего агента и окончательным нагревом при помощи промежуточного теплоносител , агреваемого в специальном котле, как это изображено на чертеже, или целиком отработавщим рабочим агентом, предварительно подогреваемым в котле. Второй способ имеет преимущества перед первым в смысле простоты и удобства койструкции, но не вли ет на цикл двигател .The drum 3 can be heated in one of two ways: by heating using the spent working agent circulating in the channels and final heating by using an intermediate heat carrier heated in a special boiler, as shown in the drawing, or entirely by the working working agent preheated in the boiler. The second method has advantages over the first one in the sense of simplicity and ease of design, but does not affect the engine cycle.

Рабочий агент через канал J4 наполн ет отсеки 5 и при вращении барабана f в направлении, указанном стрелкой , движетс вдоль нагретой стенки барабана 3, постепенно нагрева сь. В известной точке поворота каналы 30 последовательно станов тс против канала 32, соединенного трубою 2/ с двигателем 22, и рабочий агент в отсеке 5, достигший в этот момент высшего расчетного давлени , начинает расшир тьс под вли нием этого давлени и выжимает поршенек 3/ к концу канала 30, а тот в свою очерель выдавливает расположенную с другой стороны холодную передающую давление жидкость или другое тело в сборный канал 52, откуда она передаетс по трубе 2f в двигатель, который приходит в действие. Рабочий агент подозреваетс под этим давлением до того момента, пока не будет достигнута высша расчетна температура, после чего нагрев прекращаетс , каналы 30 отъедин ютс от канала 32 и станов тс последовательно против каналов 33, которые трубками 25 соединены с последующими распределительными каналами в двигателе, что позвол ет использовать всю работу расширени рабочего агента по адиабате после окончани нагрева за счет падени давлени от высшего уровн к низшему.The working agent fills the compartments 5 through the channel J4 and, when the drum f rotates in the direction indicated by the arrow, moves along the heated wall of the drum 3, gradually heating up. At the known turning point, the channels 30 are sequentially turned against the channel 32 connected by pipe 2 / engine 22, and the working agent in compartment 5, which at that moment reached the highest design pressure, begins to expand under the influence of this pressure and squeezes the piston 3 / k. the end of the channel 30, and the latter, in its turn, squeezes the cold pressure transfer fluid or another body located on the other side into the collecting channel 52, from where it is transmitted through pipe 2f to the engine, which is activated. The working agent is suspected under this pressure until the highest design temperature is reached, after which the heating stops, channels 30 are disconnected from channel 32 and become in series against channels 33, which are connected with subsequent distribution channels in the engine by tubes 25 allows you to use all the work of expanding the working agent on the adiabat after the end of heating due to the pressure drop from the highest level to the lowest.

В соответствии с этим в отсеках 5, когда их каналы 30 будут становитьс против каналов 33, соединенных трубками 25 с двигателем, давление будет понижатьс ступен ми за счет выходаIn accordance with this, in compartments 5, when their channels 30 become opposite to channels 33 connected by tubes 25 to the engine, the pressure will decrease in steps due to the exit

части холодного тела из каналов 30 в цилиндры двигател и в конце достигнет величины давлени , равного давлению в последнем канале двигател , близкому к низшему давлению цикла. Чем больше ступеней и соединительных труб 25, тем равномернее будет ход расширени и работы двигател , Отработавший холодный рабочий агент выталкиваетс через трубу 23, соединенную с каналом 34 в барабане 4. Когда при вращении барабана 5 канал 30 становитс против канала 34, холодный рабочий агент под вли нием несколько более высокого давлени в выпускном канале двигател , чем давление в системе нагревающих каналов и котле, выталкивает поршенек 3f в канал 30 настолько , насколько он выдвинулс при расширении рабочего агента в отсеке во врем нагрева. Поршенек 5/ выталкивает обратно в отсек вошедший в канал 30 гор чий рабочий агент, а поскольку объем отсека остаетс посто нным , гор чий агент выходит в канал /5, откуда по трубе J8 подаетс в змеевик /б котла 77; здесь он дополнительно подогреваетс до температуры, превышающей высшую расчетную тела в отсеках на величину теплового перепада между нагревающей стенкой и агентом в отсеках 5, после чего подаетс по трубе /5 в каналы б барабана 3, где отдает свое тепло агенту в отсеках 5, охлаждаетс окончательно в холодильнике 26 и вновь вводитс через трубу 29 и канал М в отсеки 5.parts of the cold body from channels 30 to the engine cylinders and at the end will reach a pressure value equal to the pressure in the last engine channel close to the lowest cycle pressure. The more steps and connecting pipes 25, the more uniform the expansion and operation of the engine will be. The spent cold working agent is pushed through the pipe 23 connected to the channel 34 in the drum 4. When the channel 30 turns against the channel 34 when the drum 5 rotates, the cold working agent under the effect of a slightly higher pressure in the engine outlet channel than the pressure in the system of heating channels and the boiler, pushes the piston 3f into the channel 30 as much as it advanced when the working agent in the compartment expanded during overheating. The piston 5 / pushes the hot working agent, which entered the channel 30, back into the compartment, and since the volume of the compartment remains constant, the hot agent enters the channel / 5, from where it goes through pipe J8 to the coil / b of the boiler 77; here it is additionally heated to a temperature exceeding the highest calculated body in the compartments by the amount of thermal difference between the heating wall and the agent in the compartments 5, after which it is fed through the pipe / 5 into the channels b of the drum 3, where it gives off its heat to the agent in the compartments 5, finally cools in the refrigerator 26 and reintroduced through the pipe 29 and the channel M into the compartments 5.

Другой видоизмененный генератор имеет два концентрических вращающихс барабана / и 55 (фиг. 3), жестко соединенные между собой в торце. По каналам в неподвижных барабанах 3, 4 и 36 циркулирует нагревающий рабочий агент, подводимый от котла по трубе /5. Радиальные каналы 30 заменены параллельными оси вращени барабанов каналами 37, внутри которых также пуль-, сируют разделительные поршеньки.Another modified generator has two concentric rotating drums / and 55 (Fig. 3), rigidly interconnected at the end. Through the channels in the stationary drums 3, 4 and 36 a heating working agent is circulated, supplied from the boiler through the pipe / 5. The radial channels 30 are replaced by channels 37 parallel to the axis of rotation of the drums, inside which the separating pistons are also pulsed.

На фиг, 4 и 5 изображен видоизмененный генератор с отсеками, образованными радиальными лопатками 39, вставленными во вращающиес диски 38, образующие одно целое с ротором 41 в виде трубы, вращающимс от вспомогательного двигател через зубчатуюFigs. 4 and 5 depict a modified generator with compartments formed by radial blades 39 inserted into rotating disks 38, forming one whole with a tube-shaped rotor 41 rotating from the auxiliary engine through a gear train.

передачу. Между вращающимис дисками 38 расположены нагревательные диски 40 с гладкой поверхностью, внутри которых имеетс система каналов с циркулирующим нагревающим телом, двигающимс в направлении, обратном вращению дисков 38. Диски собраны в кожухе , состо щем из двух половинок 43 и 44, соединенных на болтах, Расщир ющийс от нагревани в отсеках 42 агент отводитс по каналам ротора 41, собираетс в распределительных каналах центральной трубчатой оси 45 и оттуда отводитс по трубам 21 vi 25 v. двигателю; отработавщий агент возвращаетс обратно в генератор по трубе 23.transfer. Between the rotating disks 38 there are heating disks 40 with a smooth surface, inside of which there is a channel system with a circulating heating body moving in the opposite direction to the rotation of the disks 38. The disks are assembled in a casing consisting of two halves 43 and 44 bolted together. The heating agent in the compartments 42 is retracted along the rotor channels 41, collected in the distribution channels of the central tubular axis 45, and from there retracted through pipes 21 vi 25 v. engine; the spent agent is returned back to the generator through pipe 23.

Схема работы этого устройства одинакова со схемой работы устройства на фиг. 1 с той разницей, что отсеки перенесены с цилиндриче.ской поверхности на торцевую поверхность дисков. Лопатки 39 выжимаютс из прорезов дисков 38 пружинами, плотно прижимающими их к поверхности дисков 40 и создающими герметичность отдельных отсеков.The operation of this device is the same as the operation of the device in FIG. 1 with the difference that the compartments are transferred from the cylindrical surface to the end surface of the disks. The blades 39 are pressed out of the gaps of the discs 38 by springs, which tightly press them against the surface of the discs 40 and create a tightness of individual compartments.

Предмет изобретени .The subject matter of the invention.

Claims

1. A pressure generator with a thin layer of working fluid and a regenerative device, characterized by the use of a rotating drum /, located between the fixed drums 5 and 4t of which the latter forms a thin annular space with drum 3, divided in a known manner by blades 2 into compartments 5, and in its wall accommodates heating regenerative tubes and tubes 7 for a heating fluid, with the working agent from compartments 5 going through tubes 13 to the engine and returning from it through tube 21 to tubes 6 of the regenerator ( u. 1).

2. Modifying the generator according to claim 1, characterized by the use of radial channels 30, provided with portions 36 and opening from one side to compartment 5 and from the other side to channels 32 and 33 of the internal fixed drum, of which the latter communicate with pipes 23 leading to engine (Fig. 2).

3. Alteration of the generator in PP. 1 and 2, characterized by the use of two or more coaxial movable drums 6 and 7) placed between the fixed drums 7, 2, 3, inside the walls of which the heaters circulate through the tubes from the boiler, and the compartments 5 inside and outside the movable drums communicate between a through the channels 33 (Fig. 3).

4. Change generator pop. 1, characterized in that the rotating drum is replaced by discs 38 mounted on a movable axis and provided with radial vanes 39 in order to form compartments 3 between them (Figs. 4, 5).

figl SG 3.0 40 JS FIG. 5 figZ.