Камера горения для турбины внутреннего горения Советский патент 1937 года по МПК F02C5/06 

Основными недостатками паровых машин и паровых турбин являются необходимость установки паровых котлов и сравнительно низкий коэфициент полезного действия всей установки.

Турбины внутреннего горения, теоретически, могли бы иметь максимальный коэфициент полезного действия из всех существующих типов тепловых двигателей, но лишь при условии использования в лопастях турбины газов от сгоревшей смеси при высокой температуре (близкой к температуре горения смеси порядка 1500-1700°), однако, турбины, работающие при такой высокой температуре, пока еще технически неосуществимы. Работающие же турбины внутреннего горения при температуре рабочих газов, на лопастях турбины, порядка 400-450°, дают коэфициент полезного действия ниже, чем обычные двигатели внутреннего горения.

В предлагаемой камере горения для турбины внутреннего горения сжатый до 40-50 атмосфер компрессором воздух, нагретый за счет энергии, потраченной на сжатие, и дополнительно подогретый (до температуры 500-550°), пропускается по винтовому (спиральному) каналу, расположенному в непосредственной близости с камерой горения, и подается со значительной скоростью по трубке в пространство горения. В эту же трубку, около выхода ее в камеру горения, подсасывается жидкое или газоэбразное горючее за счет быстрого движения воздуха по трубке из расположенной под острым углом, по отношению к направлению движения воздуха в трубке, другой трубки с отверстием меньщего диаметра.

Жидкое или газообразное горючее, смешиваясь с нагретым до температуры 500-550° воздухом, воспламеняется и сгорает в камере горения под высоким давлением.

В непосредственной близости к камере горения, параллельно винтовому каналу для подогрева воздуха, расположен второй винтовой (спиральный) канал-рубашка для охлаждения камеры горения за счет расхода тепловой энергии на испарение воды.

Водяным насосом накачивается вода в водяную камеру высокого давления, расположенную вокрзг двух вышеуказанных спиральных винтовых каналов. В водяной камере вода несколько нагревается и поступает через специальную трубку во второй вин ТОБОЙ канал-рубашку, где за счет выделенного от горения горючей смеси тепла испаряется, и пары перегреваются до температуры 400-500 при высоком давленни.

Горячие газы, получившиеся от горения горючей смеси, поступают из камеры горения также во второй винтовой канал и смешиваются там с водяными парами.

Далее рабочая смесь, имеюнхая температуру 400-500° и состоящая из водяных паров, смешанных с продуктами горения, под высоким давлением направляется сонлами на лопасти турбины, вращая последнюю и производя работу.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез камеры горения для турбины виутреннего горения; фиг. 2-вид снизу по горизонтальному разрезу АВ фиг. 1; фиг. 3-вид сверху ио А В фиг. ; фиг. 4-вид сверху по CD фиг. 1; фиг. 5-вид сверху по EF фиг. 1.

Сжатый воздух от компрессора подается по трубке / в камеру 2 сжатого воздуха, откуда поступает для подогрева в винтовой (спиральный) канал 5, расположенный вокруг собственно пространства 6 горения.

Для подачи сжатого подогретого воздуха из канала 5 в камеру горения служит 4, снабженная кра-ном 5 для регулировки подачи.

При проходе воздуха по трубке 4 одновременно подсасывается через каналы 6 жидкое или газообразное горючее из бака в камеру горения.

Регулировка подачи горючего в камеру горения производится посредством крана 7.

Подача воды от насоса в водяную камеру Ю высокого давления производится по трубке 9.

Из водяной камеры 10 высокого давления вода но трубке П подводится во второй винтовой (спиральный) канал-рубашку 13, расположенный так же, как и канал 5, вокруг собственно пространства 6 горения;

в канале 13 вода преврашается в пар.

Кран 12 служит для регулировки подачи воды в канал 13. Смесь пара с продуктами горения поступает к соплам 15 и направляется ими на лопатки турбины.

Предохранительный клапан 16 служит на случай слишком высокого давления в воздушной камере 2. Этот клапан, при слишком высоком давлении в воздушной камере, выпускает излишний воздух не наружу, а к сонлам турбины, иснользуя таким образом избыточное давление воздуха для работы турбины.

Для зажигания горючей смеси вольтовой дугой при пуске в ход турбины, пока еще воздух, подаваемый в камеру горения, недостаточно прогрелся, служат угольные электроды 17. Электроды связаны с пружинами, задерживающими соприкосновение углей между собой, и выведенными наружу кнопками для вдавливания углей внутрь камеры горения с целью соприкосновения углей. Один из электродов изолирован от корпуса турбины.

От полюсов аккумулятора, не указанного на чертеже, подведены проводники к корпусу турбины и изолированному от корпуса электроду. Отдельные части корпуса соединяются посредством болтов с помещением между ними асбестовых прокладок 18.

При пуске турбины необходимо наличие сжатого воздуха в воздушной камере 2 высокого давления (в турбинах малой мощности его можно накачать путем вращения турбины, соединенной соответствующей передачей с компрессором), а также горючего и воды в соответствующих баках.

Убедившись в наличии горючего, воды и сжатого воздуха, следует, оставляя закрытым водяной кран 12, приоткрыть воздушный кран 5 и кран 7 подачи горючего. Затем следует нажать кнопки, связанные с углями внутри камеры горения, с целью соединения углей между собой. Затем следует медленно отпускать кнопку с тем расчетом, чтобы внутри камеры между углями образовалась вольтова дуга, зажигающая горючую смесь в камере горения. После зажигания смеси следует пустить во вращение турбину, накачивая этим воздух в камеру сжатого воздуха, и подождать, пока прогреются камера горения и винтовые каналы 3 и 13, не открывая водяного крана. После того, как каналы 3 и /5 и камера горения достаточно нагрелись, следует приоткрыть водяной кран 12, а затем отрегулировать кранами подачу воздуха, горючего и воды, с целью достижения соответствующего режима в работе турбины.

Предмет изобретения.

Камера горения для турбины внутреннего горения, отличающаяся тем, что вокруг собственно пространства 8 горения расположены два винтовых (спиральных) канала 3 и 73, из которых через канал 3 вводится сжатый воздух, протекающий через трубку 4 в пространство горения с одновременным подсасыванием горючего из канала 6, а через канал 13 проходит пар с примешиваемыми к нему продуктами горения из пространства 5, каковая смесь направляется соплами 15 на лопатки турбины.

фиг 2 фиг 4