Тепловой двигатель с жидким или газообразным рабочим веществом Советский патент 1936 года по МПК F01B13/06 F01K25/00 

В авторском свидетельстве №. 44416 описан тепловой двигатель с жидким или газообразным рабочий веществом, работающий по замщнутому циклу, с применением вращающегося в промежутке между кожухом и статором кольца, снабженного на его наружной поверхности вь1ступами, образующими совместно с внутреннею поверхностью кожуха замкнутые ячейки. Наружная поверхность статора снабжена углублениями, сообщающимися с внутренней полостью, в которой прмещено рабочее колесо турбины.

В предлагаемом видоизменении этого теплового двигателя вместо гидравлической турбины применен порщневой гидравлический двигатель, а кольцевое пространство между кожухом и статором разделено на отдельные ячейки при посредстве роликов.

На схе матическом чертеже фиг. 1 изображает поперечный разрез двигателя; фиг. 2, 3, 4, 5-различные способы расположения ячеек и нагревания теплоносителя.

В кольцевом герметически закрьгтом (за исключением ,снабженных сальниками отверстий для рабочего вала) кожухе статора / (фиг. 1) помещен ротор 2, в теле коего расположены цилиндры гидравлического двигателя порщневого звездообразного типа, плунжеры 3 коего опираются на грани. муфты 6, свободно надетой на вал 7,. эксцентричный относительно оси вращения ротора. Кольцевое пространство между статором 7 и ротором 2 разделено на отдельные ячейки при посредстве роликов 4, удерживаемых на определенном взаимном расстоянии специальными кольцами; с целью уменьшения объема ячеек в них вставлены пластины 5. Кольцевое пространство сообщается с каналом 15 в теле статора 7,соединенным трубой 77 с каналами 77, расположенными в теле статора и сообщающимися другим концом со змеевиком, расположенным в холодильнике 7.; другой конец змеевика через посредство насоса 14 сообщается с камерою 72. Кроме каналов 77 в теле статора расположены, каналы 75, которые сообщаются с системой труб, нагреваемых в котле 8. Полости цилиндра ротора и другие полости. и соединительные трубы наполнены.

жидкостью (например, маслом). Каналы 18 и сообщающиеся с ними трубы котла 8 наполнены жидкостью с более высокой температурой кипения (например, ртутью).

Стенка статора 7 нагревается циркулирующею в каналах 18 жидкостью, подогреваемою в котле 8. (Зт соприкосновения с нагретой стенкой статора жидкость в ячейках нагревается и, расширяясь, производит давление на плунжер 3 ротора. При вращении ротора жидкость в ячейках, подходящих к каналу 15, охлаждае|ся за счет нагревания жидкости в канале /5, откуда она отводится трубою 7/ в каналы 77 и служит для нагрева .новой порции холодной жидкости в ячейках. Пройдя по каналам 77 и охладившись там, жидкость поступает в холодильник 13 и, пройдя его, насосом 14 снова вводится в камеру 72 и в ячейки для повторного просождения цикла.

Движущиеся в цилиндрах плунжеры 3 мотора опираются на грани муфты б, свободно сидящей на эксцентричном по отнощению к оси вращения ротора валу 7, причем каждый поршень опирается постоянно на одну и ту же грань, скользя по ней в ту или другую сторону при вращении ротора. Благодаря эксцентричности вала 7 при давлении жидкости на поршни образуется крутящий момент,вращающий весь ротор, от которого вращение передается выведенному наружу валу, соединенному с ротором непосредственно или при помощи зубчатой передачи.

Работа описанного двигателя основана на способе, заключающемся в помещении рабочего тела в замкнутые с трех сторон ячейки малой толщины и большой поверхности, непрерывно движущиеся по неподвижной нагретой поверхности, образующей одну из стенок ячейки (фиг. 2), с целью одновременного интенсивного нагревания рабочего тела и получения высоких давлений за счет расширения самого рабочего тела или его па|Ьов от нагревания. Каждая ячейка отделяется от других и с боков перегородками, постоянно прижимаемыми с помощью пружин к неподвижной поверхности, что создает непроницаемость стенок ячейки при ее движении. Ввод

и вывод рабочего тела и использование его давления могут быть осуществлены или через каналы ,в неподвижной поверхности, с которыми ячейка совпадает при своем движении (фиг. 2), или через каналы в теле ячеек, снабженные клапанами (фиг. 3). Нагрев рабочей поверхности может осуществляться непосредственным воздействием пламени или -горячих газов (фиг. 2) или промежуточным, циркулирующим по каналам |Внутри нагревающей поверхности (фиг. 3) тепло-, носителем, пр иготовляемым в специа/)ьном котле какой-либо из существующих конструкций, или,, наконец, отработавшим, но еще нагретым рабочим телом (фиг. 5). В двух последних случаях желательно осуществить принцип противотока для лучщего использования теплоты, причем в одной конструкции могут быть одновременно использованы несколько из выщеуказанных способов. В случае регенерации тепла рабочего тела оно должно перёд вводом в ячейки несколько охладиться в специальном холодиль нике для создания теплоперепада между теплоносителем и рабочим телом в ячейках.

Особенно удобным для получения постоянного равномерного движения ячеек по нагревающей поверхности является pat:пoлoжeниe их по окружности ротора 2, принудительно вращаемого внутри статора 7 (фиг. 4), нагреваемого горячими газами, промежуточными теплоносителями или отработавшим рабочим телом, отдающим тепло, идущее на увеличение внутренней энергии, новым порциям рабочего тела в ячейках (фиг. 5), Ячейки образуются телом ротора, поверхностью статора, торцевыми уплотнениями и выдвижными на пружинах лопатками-перегородками или роликами, заложенными между ротором и статором. Ротор может быть вьшолнен в виде трубы с расположением ячеек по внутренней и по наружным поверхностям и роторов может быть применено несколько концентричных один другому.

i Предмет изобретения.

1. Видоизменение теплового двигателя по авторскому свидетельству №44416, отличающееся тем, что вместо гидравлической турбины применен поршнеЗОЙ гидравлический двигатель,, цилиндры оторого расположены в роторе 2 и соэбщаются с кольцевой полостью помещающейся между ротором 2 и статоэом 7, плунжеры каковых цилиндров :воими днищами опираются на грани чуфты 6, надетой свободно на вал 7, эксцентричный относительно оси вращения ротора.

2. Видоизменение теплового двигате1Я по авторскому свидетельству №44416, отличающееся тем, что кольцевая полость разделена при посредстве роликов 4 на отдельные ячейки, снабженные, с целью уменыления -их объема;, пластинами 5, и сообщается с ка 1алом /5 статора 7, соединенным трубой П с каналами 77, лежащими непосредственно перед нагревательными каналами 18, с целью предварительного подогрева охлажденной рабочей жидкости, -сообщающимися затем с холодильником 75, из которого жидкость насосом J4 подается через камеру 72 ё ячейки.