Аммиачная паросиловая установка Советский патент 1940 года по МПК F01K25/08 

Изобретение относится к аммиачным паросиловым установкам, работающим по замкнутому циклу с подогревом десорбера и с использованием теплообмена между насыщенным аммиаком и обедненным раствором.

В предлагаемой аммиачной паросиловой установке поверхность нагрева котла-десорбера заключена внутри кожуха, снабженного в верхней части патрубками для выпуска паров аммиака 1В окружающую кожух полость десорбера-котла, а в нижней части отверстием для выпуска обедненного раствора, который, после охлаждения и обогащения отработанным в цилиндре двигателя аммиаком, снова поступает в котел.

На чертеже изображена схема аммиачной паросиловой установки.

Цилиндрический десорбер-котел / наполнен концентрированным раствором аммиака в воде так, что уровень ж-идкости достигает до верхней кромки жаровой рубы 2. Поверхность на,грева десорбера - жаровая труба 2 эксцентрически расположена внутри кожуха 3, снабженного патрубками А, В, С в верхней его части и отверстием 20 в нижней. С одной стороны кожух 3 герметически скреплен с жаровой

трубой 2, с другой стороны кожух 5 образует с жаровой трубой 2 кольцевую щель. Нагревается котел обычной форсункой 4, либо другим способом. В случае отсутствия атмосферного воздуха из баллона 5 к форсунке подается кислород. Вследствие напрееа раствора в котле образуются пары аммиака, которые скапливаются над поверхностью жидкости под некоторым давлением. Особенно интенсивно образование аммиака происходит в кольцевой щели между кожухом 3 и жаровой трубой 2. Этот аммиак через патрубки А, В и С выходит в газовое .пространство котла. По газопроводу 5 из котла аммиак попадает в золотни.ковую коробку 7, затем в рабочий цилиндр 8, где он расщиряется и совер.щает полезную работу. В кольцевой щели между жаровой трубой 2 и кожухом 3, вследствие высокой температуры, весь аммиак освобождается из раствора, а вода под давлением через отверстие 20 поступает по трубопроводу 9 через холодильник JO в рабочий цилиндр 8. Холодильник 10 представляет собой открытый сосуд, наполненный льдом. На дне этого сосуда расположен змеевик, образованный трубопроводом 9. Поступление

охлажденной до 0° БОДЫ в рабочий .цилиндр 8 из трубопровода 9 регулируется впускным клапаном П. Когда поршень совершил полезную работу и находится в 01д«ом из крайних своих положений, например, в правом крайнем полоЖении, впускной клапан 11 открывается и в цилиндр поступает .холодная вода, которая растворяет отработавший аммиак. Коли:чество впускаемой воды в цилиндр зависит от температуры и давления газа, от концентрации раствора в котле и некоторых других величин и, как правило, меньше теоретически необходимого для полного растворения отработанного газа. При движении из правого крайнего положения в левое, не растворенная в воде часть отработавшего газа в конце хода- поршня сжимается. За счет инерционных сил двигателя давление этой части отработанного газа превышает давление в котле. Под влиянием этого давления раствор аммиака в воде достигает предельной концентрации и выталкивается из цилиндра через клапан 12 в трубопровод 14. Когда поршень приходит в крайнее левое положение, то из золотниковой коробки 7 поступает свежий газ; одновре1мен1но открывается впускной клапан //. Вода, поступаюшая в цилиндр, растворяет отработавший газ, а в конце хода поршня образовавшийся раствор, как и при движении поршня справа налево, выталкивается через клапан /5 и трубопровод 14. Затем из золотниковой коробки 7 поступает .свежий газ; одновремен но открывается впускной клапан 11 и т. д. Раствор аммиака в воде по трубопроводу 14 снова поступает в котел /. Чтобы свести тепловые потери к минимуму, трубопровод 14 в одной своей части располагается концентрически вокруг трубопровода 6 и в другой своей части концентрически вокруг трубопровода 9. Таким образом горячий газ, идушнй по трубопроводу 6 из котла в золотниковую коробку 7, охлаждается встречным потоком холодного раствора. В рабочий цилиндр газ поступает с температурой, близкой к 0°. Далее, раствор, идущий по трубопроводу 14, обменивается теплом с встречным потоком горячей воды, идуш,ей из котла по трубопроводу 9. В котел раствор попадает с температурой, близкой к температуре в котле.

Если температура окружающего атмосферного воздуха достигает 25-35°, то аммиачный двигатель может работать, используя теплоту воздуха. Например, В условиях Кавказа, где продолжительное время года отличается довольно высокой температурой воздуха и всегда имеется на горных ,1ве1ршинах лед, необходимый для работы двигателя, использование тепло,вой энергии воздуха не представляет затруднений.

В этом случае установившаяся работа аммиачного двигателя происходит следующим образом: при движении поршня в цилиндре 16 (показан ном на схематическом чертеже пунктиром) из правого положения в левое по газопроводу 6 через впускной клапан 15 в цилиндр поступает из котла аммиак, который, заполняет весь цилиндр. Когда порщень приходит в , крайнее левое положение, то откры, вается клапан 17 и в цилиндр поступает охлажденная до 0° вода из холодильника 10, как и в случае работы двигателя с искусственным подогре. вом котла. Вода, попадая в цилиндр, растворяет ам.миак, вследствие чего в цилиндре образ1уется вакуум. Под действием, атмосферного давления на наружную сторону поршня, порщень перемещается из левого положения в правое, совершая полезную работу. Не , доходя до крайнего правого положения, поршень открывает клапан 18 и выталкивает из цилиндра образовавшийся раствор В трубопровод 14. По трубопроводу 14 раствор снова попа.дает в котел. За счет ине1рционных сил двигателя поршень снова перемещает.ся справо налево, а в цилиндр поступает через клапан 15 аммиак. Затем открывается клапан 17, поступающая В цилмндр охлажденная вода растворяет аммиак, создается вакуум и поршень перемещается слева направо, совершая полезную работу, и т. д. .Чтобы обеспечить полный распад раствора на аммиак и воду, вместо котла /, изображенного на схематиче ском чертеж-е, лучше использовать закрытый резервуар с ребристой поверхностью. в зависимости от концентрации взятого раствора, количество раствора в резервуаре берется таким, чтобы, при распаде его на аммиак и воду, давление аммиака при данной температуре окружающего воздуха было не меньше атмосферного давления. Течение жидкостей в трубопроводах 14 и 9 обеспечивает теплообмен раствора и воды и снижает расход льда в холодильнике 10.

У аммиачного двигателя, как и в паровой поршневой машине, все ходы поршня являются рабочими. Это обстоятельство, несмотря на наличие котла, позволяет получить, так называемые, литровую и весовую мощности, не ниже, чем у двигателя внутреннего горения. Следует заметить, что встречающиеся в описании и в схематическом чертеже различные клапаны и другие детали ничем не отличаются от соответствующих деталей, широко применяемых в технике. Области применения аммиачного двигателя весьма обширны. Полная неза виси моеть работы самого двигателя от наличия и давления окружающей ат мосферы и высокий к.п.д. позволяют I его использовать в качестве единого двигателя на судах подводного плавания, в автопромышленности, во флоте, авиации и т. д.

Способность аммиачного двигателя

использовать тепловую энергию окруI жающей атмосферы позволяет исполь{. зовать его в энергетическом хозяйстве

I страны.

Предмет изобретения.

Аммиачная паросиловая установка, работающая с подогревом десорбера при теплообмене между насыщенным и обедненным аммиачным раствором, отличающаяся тем, что поверхность нагрева десорбера заключена внутри кожуха 3, снабженного В нижней части отверстием 20 для отвода обедненного раствора, а в верхней части - патрубками А, В, С для выпуска паров аммиака в окружающую кожух полость десорбера-котла 1.

М:

/4

44