Винтовая турбина Советский патент 1935 года по МПК F01D1/38 F01D25/12 F28B1/06 F01P9/02 

Предлагаемая винтовая турбина с противоположно вращающимися колесами при отсутствии прямолинейного движения рабочих органов снабжена двумя расположенными один в другом барабанами, в полости внутреннего из которых происходит горение и парообразование. Наружный барабан с внутренней стороны, а внутренний - с наружной снабнсены винтовыми каналами, расположенными в обратном направлении.

Камера выхода винтовых каналов, где помещены трубы испарителя, через которые проникают расширяющиеся кислород и водород, охлаждающие и конденсирующие выходящий пар, снабжена отверстиями для вывода в холодильник конденсата, подаваемого затем снова в камеру горения.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез винтовой турбины; фиг. 2-поперечный разрез ее по АВ на фиг. 1; фиг. 3-то же по CD на фиг. 1; фиг. 4 - продольный разрез турбины в другой форме выполнения.

Турбина предназначается для использования в качестве двигателя для стратопланов.

Горючим для предлагаемой турбины служит жидкий водород, сгорание которого происходит в среде кислорода,

(71)

подаваемого в турбину также в жидком виде.

Как жидкий водород, так и жидкий кислород хранятся в специальных баллонах, на чертеже не показанных. Рабочим телом (теплоносителем) являются водяные пары, которые получаются при соединении (сгорании) водорода и кислорода и при испарении воды (конденсата), впрыскиваемой в камеру, где происходит горение водорода.

Турбина состоит из двух стальных пустотелых барабанов / и 2, из которых барабан 2 расположен внутри барабайа 1. Барабаны имеют общую ось вращения и во время работы вращаются в разные стороны. Внутри барабана 2 расположена полость-камера 3, в которой происходит горение водорода и испарение воды. Вода (конденсат) подается в турбину по трубе 4 и каналам 5 и поступает в камеру 3 через сопла 6.

Жидкий водород по трубе 7/ и каналам /2 поступает в трубы 8 испарителя и из него по каналам 9 выходит в камеру 5уже в газообразном состоянии. Аналогично этому жидкий кислород вводится по трубе 7, проходит через трубы 8 испарителя и далее уже в газообразном состоянии поступает в камеру горения 3 через отверстия 7. ВдсплЭменение водорода при пуске турбипы в ход осуществляется подачей в камеру 5 газообразного кислорода, предварительно прогретого до необходимой температуры. Во время нормальной работы турбины подача водорода, кислорода и воды автоматически регулируется приборами, на чертеже не показанными.

Высокая температура, развивающаяся при горении водорода в камере 3, понижается испарением воды, впрыскиваемой в камеру горения через сопла 6. Стены барабана 2 защищаются от действия пламени водяной рубашкой 14, располагаемой кольцеобразно у стенок барабана под действием центробежной силы. Получающиеся в камере 3 водяные пары необходимого давления и температуры выходят из камеры 3 через кольцевое отверстие /5 и направляются в винтовые каналы 16, расположенные на наружной поверхности барабана 2 (правый винт) и каналы 16 на внутренней поверхности барабана 7 (левый винт). Каналы 16, 16 постепенно расширяются и в конце барабана, соединяясь, образуют камеру 17.

Эта камера служит для отвода тепла от пара, прошедшего через каналы 16 здесь происходит конденсация паров и образуется вакуум. Холодным источником является с одной стороны холодный воздух, омывающий ребристую поверхность /5 барабана /, а с другой стороны- испаряющиеся в трубах 8 кислород и водород. Чтобы повысить теплопередачу к трубам 8 вращающегося испарителя, приварены лопасти 19, увеличиваюп1ие поверхность теплообмена и способствующие перемешиванию конденсируемых паров. Получающийся в камере 17 конденсат выбрасывается центробежной силой в отверстия 20 и собирается в холодильник 21, из которого по тру бе 22 посгуцает в насос, на чертеже не показанный, подающий его снова в трубу 4.

При движении по винтовым каналам 16, 16 пар расширяется и производит работу, заставляя барабаны / и 2 вращаться в разные стороны.

В форме выполнения турбины, изображенной на фиг. 4, питательный центробежный насос 20 (фиг. 4) составляет одно целое с внутренним барабаном 2

и служит для захватывания конденсата из камеры 17. Частичный отвод тепла из конденсатора осуществляется не ребрами 18 (фиг. 1), охлаждаемыми холодным воздухом, а посредством змеевика 18 (фиг. 4), помещенного в камере 17 и наполненного жидкостью, не застывающей при достаточно низкой температуре, часть какового змеевика, расположенная снаружи барабана 7, охлаждается током воздуха.

Предмет изобретения.

1.Винтовая турбина с противоположно вращающимися колесами, отличающаяся применением двух помещающихся один в другом барабанов, из коих внутренний барабан, в полости которого происходит горение и парообразование, снабжен на наружной его стороне винтовыми каналами 16, а наружный барабан / снабжен на внутренней его стороне такими же, но обратного направления, винтовыми каналами 16.

2.Форма выполнения турбины по п. 1, отличающаяся тем, что в камере 77 выхода винтовых каналов помещаются трубы 8, через которые протекают расширяющиеся кислород и водовод с целью охлаждения и конденсации паров в камере /7, снабженной отверстиями 20 для выхода конденсата в холодильник 27, сткзда конденсат особым насосом по трубам 22 и подается снова в камеру горения.

3.Форма выполнения турбины -по пп. 1 и 2,, отличающаяся применением составляющего одно целое с внутренним барабаном центробежного насоса 20, захватывающего конденсат из камеры 77, в которой помещается змеевик 18, расположенный снаружи барабана 7, часть которого охлаждается током воздуха.