Газовый двигатель И.Ф.Смолика Советский патент 1993 года по МПК F02C7/08 

Изобретение относится к тепловым двигателям и может быть использовано для создания транспортных двигателей, в частности двигателей для автомобилей.

Цель изобретения - повышение экономичности, КПД.

На чертеже представлено устройство, общий вид и поперечное сечение.

Двигатель содержит корпус 1, компрессор 2, насаженный на вал 3, ротор 4, выполненный в виде стакана, прикрепленного дном к валу 3. В стенке ротора выполнены тангенциально расположенные реактивные сопла 5, что необходимо для придания выходящим из сопл газовым струям (и возникающим при этом реактивным силам) тангенциального направления, обеспечивающим вращение ротора 4. В ротор 4, не касаясь его внутренней поверхности и не перекрывая сопла 5, входит в сопло камеры сгорания 6 с соответствующими устройствами подвода и поджига топлива 7, что создает замкнутый объем высокотемпературного газа, выходящего с высокой энергией из сопел 5 ротора 4.

Вокруг ротора 4 вдоль его поверхности прямолинейно расположены трубки 8 кольцевого трубчатого теплообменника. По трубкам 8 сжатый воздух поступает от компрессора 2 в камеру сгорания 6. Расположение трубок 8 вокруг ротора обеспечивает их нагрев струями газа, выходящими из сопел 5 вращающегося ротора 4. В корпусе имеются отверстия 9 и 10 для выхода газа и для забора воздуха соответственно.

Двигатель работает следующим образом.

При подаче горячего газа из камеры сгорания 6 в ротор 4, сверхзвуковые струи выходят из сопел 5 и создают реактивные силы, вращающие ротор 4. При этом ротор 4 вращает компрессор 2, который нагнетает воздух через трубки 8 теплообменника в камеру сгорания б.Трубки 8 теплообменника нагреваются струями газа, выходящими из ротора 4, что приводит к нагреву поступающего по ним в камеру сгорания воздуха,

В предлагаемом двигателе ротор имеет геометрически простую (стаканообразную) конструкцию, поддающуюся изготовлению из высокотемпературной керамики, что по(Л

ч ю ю

зволит резко повысить температуру газа (примерно до 1700°С, т.е. в 2 раза по сравнению с прототипом). Это приведет к существен ному повышению экономичности двигателя по расходу газа и повышению КПД.

Кроме того, ротор простой геометрической формы позволяет существенно повысить частоту вращения без его разрушения (примерно до 50000 об/мин, т.е. в 1,5 раза выше, чем у прототипа), что приведет к значительному повышению КПД двигателя.

Трубчатый теплообменник в предложенном двигателе расположен внутри корпуса ротора в зоне наибольшей температуры отработанного газа, что обеспечивает более эффективную, чем у прототипа, регенерацию тепла, а следовательно, более эффективное повышение КПД за счет теплообменника.

Проведенный расчет показал, что в практическом исполнении двигатель может иметь, например, следующие данные:

Диаметр ротора, см20

Частота вращения

ротора, об/мин Расход топлива, кг/с Расход воздуха, кг/с Полезная мощность кВт КПД двигателя, %

50000 3, 8,3х10 2 55 33

Формула изобретения Газовый двигатель, содержащий корпус с установленным внутри него компрессором, консольно закрепленным с ним на од0 ном валу ротором с равномерно расположенными на его боковой стенке и тангенциально направленными реактивными соплами, размещенную внутри него камеру сгорания с устройством подвода и

5 поджига топлива и соплом, установленным с зазором относительно стенок ротора и со смещением его выходного сечения относительно входных сечений реактивных сопел, отличающийся тем, что, с целью

0 повышения экономичности и КПД, ротор выполнен в виде цилиндрического стакана, закрепленного дном на валу, а теплообменник выполнен из прямолинейных трубок, расположенных вдоль цилиндрической поверхно5 сти ротора по окружности.

Использование: в транспортном автомобилестроении. Сущность изобретения: ротор двигателя выполнен с равномерно расположенными на его боковой стенке и тангенциально направленными реактивными соплами, имеет форму цилиндрического стакана, закрепленного дном на валу. Вдоль цилиндрической поверхности ротора по окружности расположен теплообменник, выполненный в виде прямолинейных трубок. 1 ил.