ДВИГАТЕЛЬ КОМПАУНД, РАБОТАЮЩИЙ СМЕСЬЮ ПАРА И ГАЗА Советский патент 1927 года по МПК F02B47/02 

Предлагаемый двигатель снабжен промежуточной конденсацией, подогревом питательной воды ресивера и самодействующим конденсатором. Сжигание топлива производится в закрытой камере при рабочем давлении. Подогревание питательной воды, поступающей в испаритель, производится за счет теплоты, теряемой конденсатом. Для этого, питательная вода, подогреваясь сначала в конденсаторе, доводится, благодаря соприкосновению с парогазом между ступенью высокого давления и ресивером (котлом низкого давления), до температуры, соответствующей образованию насыщенного пара данного рабочего давления. Последнее обстоятельство имеет целью повышение термического коэффициента полезного действия двигателя до максимума.

На чертеже изображена схема предлагаемого двигателя.

Наиболее существенной частью двигателя является аппарат-испаритель 1, действие которого, в связи с работой двигателя, заключается в следующем. В камере сгорания 2 производится сжигание жидкого горючего (нефти, мазута и т.п.), при чем, до поступления в камеру 2, горючее распыливается в испарителе особой форсункой; попадая на горячие стенки камеры, горючее испаряется и в виде газа проходит через суженное кольцевое сечение (наподобие порога в обыкновенных топках); здесь газообразное горючее смешивается с воздухом, загорается и, двигаясь по камере сгорания 2, постепенно сгорает. Жидкое горючее подается насосом 3, a требуемый для сгорания воздух подается двух- или трехступенчатым компрессором 4. Жидкое горючее, превращаясь, таким образом, в газ и тесно смешиваясь с воздухом, дает наилучшие условия для полного сгорания топлива. Продолжая свое движение по камере 2, продукты сгорания поступают в испарительную камеру 5, куда, навстречу последним, вбрызгивается мелкими струйками вода через распылитель 6. Вбрызгиваемая в камеру 5 вода, встречаясь с раскаленными продуктами сгорания, выходящими из камеры 2, превращается в пар, попутно тесно смешиваясь с продуктами сгорания, образуя смесь парогаза, которая и служит основным рабочим веществом в предлагаемом двигателе. При этом можно регулировать температуру, давление и удельный об′ем, поступающих в испаритель горючего, воздуха и воды. Полученная смесь продуктов сгорания и водяного пара (парогаз), с наивысшей допускаемой температурой перегрева (до 450°С), по трубе 7 поступает в распределительную клапанную коробку цилиндра высокого давления 8 двигателя. Парогаз, по выходе из цилиндра высокого давления 8, идет через подогреватель питательной воды 13, подаваемой в аппарат 1 распылителем 6, в ресивер 12. Расширившись в первой ступени, парогаз по трубе 9 поступает через ресивер 12 в цилиндр 10 низкого давления, а отсюда в трубу (конденсатор) 11. Ресивер 12 является теплоизолирующим кожухом для испарителя - с одной стороны, и как бы котлом низкого давления с внутренней топкой - с другой стороны. Поэтому, предварительно охлажденный парогаз, попадая в кольцевое пространство, окружающее сильно нагретый испаритель, вновь подогревается и, так как нагревание это происходит при постоянном об′еме, то упавшее при охлаждении давление вновь поднимается.

Из ресивера 12, парогаз, по трубе 15 поступает в цилиндр низкого давления 10 для дальнейшего расширения и отдачи полезной работы. Отработав здесь, во второй ступени, парогаз, по трубе 11 поступает в самодействующий конденсатор.

Парогаз, расширившись в цилиндре низкого давления, до атмосферного давления (или немного выше), поступает в поверхностный холодильник, охлаждаемый снаружи водяным кожухом (охладитель-подогреватель) 16, при чем отводная труба 11 опущена своим открытым концом в жидкость (конденсат) наполняющую резервуар 17. При этом часть парогаза (если его давление несколько выше атмосферного) выходит через жидкость сборника 17 в атмосферу, оставшийся же в холодильнике парогаз охлаждается. Внешнее охлаждение парогаза в замкнутом (в данном случае - водяным запором) пространстве поведет как к конденсации пара из парогазовой смеси, так, следовательно, и к понижению температуры и давления внутри (холодильника) конденсатора. Таким образом, как удаление конденсата (стекающего в сборник 17), так и понижение давления внутри конденсатора, достигается одним лишь поверхностным охлаждением отработавшего парогаза без применения воздушного насоса.

Вода подается питательным насосом 18 из сборника 19 сначала для охлаждения, сжимаемого компрессором 4, воздуха. Так как количество тепла, отдаваемого воздухом при изотермическом сжатии, в данном случае не велико, по сравнению с количеством циркулирующей воды, то повышение температуры воды, после компрессора, будет невелико. После охлаждения компрессора, вода поступает в внешний кожух охладителя-подогревателя 16, при чем здесь вода двигается по системе противотоков (т.-е. навстречу двигающемуся охлаждаемому газу). Пройдя через подогреватель 16, вода, подогревшись здесь до возможно высокой температуры, поступает далее для питания испарителя (по трубе 20). Избыток горячей воды отводится по трубе 21 во внешнюю утилизационно-охладительную сеть. При этом, регулирование количества воды, отводимой во внешнюю сеть, производится вентилем 22, сообразно с потребностью воды в испарителе.

Далее, вода по трубе 20 проходит во внешний кожух трубы, соединяющей первую ступень двигателя с ресивером, для промежуточного охлаждения парогаза и для дальнейшего своего подогревания; после этого, значительно подогретая вода поступает через распылитель 6 в испаритель 5. Вода, поступающая по трубе 21 во внешнюю сеть, сначала поступает в кожух 23 для подогревания жидкого горючего перед поступлением в камеру сгорания. Далее, вода проходит последовательно через сеть отопления 24 для подогревания помещения и, уже после возможно большей полезной отдачи тепла, поступает в испарительный холодильник 25, где, стекая мелкими струйками навстречу вдуваемому центробежным вентилятором 26 воздуху, вода, за счет своего частичного испарения, окончательно охлаждается и по трубе 27 стекает в водосборник 19. Теряемая, для питания испарителя в испарительном холодильнике, вода пополняется водопроводным краном 28. Клапан 30 служит как для первоначального наполнения ресивера 12 парогазом непосредственно из испарителя, так и для автоматического пополнения ресивера в случае падения давления в нем ниже заранее установленного.

Двигатель компаунд, работающий смесью пара и газа (парогазом), характеризующийся тем, что парогаз по выходе из цилиндра высокого давления 8 идет через подогреватель питательной воды 13, подаваемой в аппарат 1 распылителем 6, в ресивер 12, составляющий рубашку аппарата 1, изготавливающего парогаз, откуда направляется в цилиндр низкого давления 10 и по выходе из него поступает в охладитель-подогреватель 16 и далее через трубу 11, снабженную водяным затвором, в атмосферу, при чем вода, подаваемая насосом 3 через рубашки воздушного компрессора 4, направляется по выходе из охладителя 16 частью в подогреватель 13 и частью в сеть отопления 24.