Изобретение касается мокрогазовой турбины спира.тьно-центробежного типа для работы на пылевидном твердом топливе с гидравлическим золоудалением.
Предлагаемая турбина снабжена лопатками, предназначенными для отдачи части перепада давления и для направления части воды из наружного кожуха в камеру, где применены турбинные лопатки для частичного использования перепада между давлениями в наружном кожухе и в камере.
В состав мокрогазовой турбины (см. чертеж) входит компрессорная спираль с витками /ь а, 2, 3, 4, 5, 6, 7, в которой сжимается воздух, поступающий в камеру 8. Камера 8 и перегородки 9 составляют топку, где происходит горение. Витки 10 и // расширительной спирали предназначены для расширения продуктов горения и выполнения полезпоГ| работы. Пространство 12 служит для прие.ма зольных элементов, смываемых водой, и витки 13-2l спирали для г 1дравлического золоудаления.
Вращающийся кожух 22 предназначен для выливапля воды, вышедшей из последнего витка // расширительной спирали и направляющейся через лопатки 23 колеса, приваренного к кожуху 22, обратно в камеру 0. Отсюда вода вместе с наружным воздухом, пocтyпaющи в камеру О извпе через полый вал 24, опять попадает в компримирующую спираль /-7 (цикл циркуляции жидкости на этом замыкается).
ТоПоТивоподающая система состоит из бункера 25, щнека 26, трубки 27, полого вала 28 и топливоподающе) спирали, состоящей из витков 29-38.
Турбина заключена во внепший кожух 40, снабженный трубо1 41 для сжатого воздуха и трубой 42 для гидрозолоудалеиия.
Рабочий процесс в двигателе происходит следующим образом. Через полый вал 24 наружный воздух поступает в камеру О, по образующей которой сделано продольное отверстие (не показано на чертеже). При вращении спирали вокруг эксцелтричной оси имеющаяся в камере О вода и поступающий в нее воздух будут попеременно входить через отверстие в камере в спираль и, передвигаясь по сппральны.м виткам 1, /а- 2, 3, 4, 5, 6, 7 последовательно уменьшающегося объема, бддут
№ 61895 2 -
подходить к выходлому отверстию спирали. Благодаря умеиьшению объема от витка к витку спирали происходит сжатие газа до давления, устанавливающегося в камере S горения, куда попадают сжатый воздух и жидкость.
В камере 8 происходит горение топлива в сжатом воздухе. Продукты горения по виткам 10 и // расширительной спирали выходят в кожух 22, а из него через отверстие в кожухе 22 поступают в неподвижный кожух 4(3. Отсюда продукты горения отводятся для дорасширения в цилипдпы поршневых илч -я лопятки газовых турбин.
В предлагаемой лопаточной турбине топочные газы расширяются лишь ди такой величины, какая нужаа, чтобы покрыть мошность, необходимую для сжатия воздуха (и происходящие при этом потери). Полезная работа совершается в турбине, которая таким образом получает уже достаточно охлажденный (предыдущим расширением и охлаждением) газ. Продукты горения ВЫПУСКАЮТСЯ из турбины при значительном давлении, тогда как воздух входит при атмосферном давлении.
i поверхности водяного кольца давление жи;лкости и газа значительно выше, чем в камере 0. Это заставляет жидкость вернуться по лопаткам 23 к камере. Избыток перепада давлений между камерой 22 и ка.мерой О реализуется на лопатках 44 турбины, в которую лсидкость может поступать непосредственно (без направляющего аппарата) из соответственно загнутых концов лопаток 23.
Таким образом, мощность, создаваемая благодаря вращающему моменту от спиралей 10 и 1J, покрывает лищь потребность в мощности для компримирования воздуха и компенсирует потери. Продукты горения расширяются до давления, необходимого по расчету для компримирования воздуха и покрытия потерь, т. е. до давления, значительно более высокого, чем давление подводимого к компрессору воздуха. В результате для создания замкнутой циркуляции жидкости в системе расширительной и компрессорной спирали необходимо рекуперировать тот перепад напора жидкости, какой создается между давлениями у выхода жидкости из витка // расширительной спирали и у входа в компрессорную спираль, т. е. в камеру 0. Этот перепад может рекуперироваться отчасти (или полностью) при прохождении жидкости от периферии к центру (в поле це1;тробежпых сил) через колесо с лопатками 44. Таким образом, цикл циркуляции жидкости замыкается.
В камеру горения .мелкоизме,льче;1ное топливо подается из бункера 25 шнеком 26 через трубку 27 и нолый вал 28 ко входу в спираль, состоящую из витков 29-5с. Через вал 28 топливо передвигается при помощи внутренней спиральной нарезки (или спирального кантика) вала, действующей по принципу шнека. Для дробления измельченного топлива в порошок можно поместить внутри вала 28 шарики (показаны па фигуре пунктиром).
Продвигаясь к входу в спираль, порошкообразное топливо вместе с захваченным воздухом проходит последовательно витки 29, 30, 31... 38, в которых благодаря умеиьшению сечения канала воздух сжимается до величины давления в камере, куда топливо выбрасывается под действием центробежной силы.
Идея устройства камеры горения заключается, во-первых, в использовании центробежной силы для отбрасывания топлива и горения его на весу и, во-вторых, в использовании вращения барабана с перегородками 9 в поле центробежных сил, при котором топливо, стремящееся к периферии, снова захватывается (разрез А-А) перегородками 9, увлекается ими и уносится на некоторое расстояние по направлению к центру до тех пор, пока оно снова не скатится к периферии при поворачивании персгородкл 9 на некоторый угол и т. д. Получается как бы непрерывное перелапачивание порошкообразного топлива и его горение во взвешенном состоянии. При этом центробежные силы, развнваюш,иеся в массе топлива и .зольных элементов, препятствуют образованию на перегородках каких-либо значительных корок шлака, в то же время горение на весу гарантирует от зашлакования отверсти) живого сечения.
Постепенно размельчаюш,иес частнжи шлака и золы вместе с некоторой (весьма незначительной) частью несгоревшего топлива в конце кондов попадают на поверхность жидкости в пространстве 12 камеры горения и уносятся вместе с током жидкости через специальную (для золоудаления) расширительную спираль 13-21 наружу. Частицы золы с уносящей их водой через отверстие вылетают в полость неподвижного кожуха, оттуда, падая и стекая вниз, уводятся через трубу 43 по способу гидрозолоудаления.
Зажигание топлива производится вначале электрической свечой при вводе некоторого количества жидкого или газообразного легко воспламеняюшегося топлива.
1.Мокрогазовая турбина спирально-центробежного типа для работы на пылевидном твердом топливе с гидравлическим золоудалением, отличающаяся тем, что она снабжена лопатками для отдачи части перепада давления и направления в круговом потоке части воды из наружного кожуха в камеру.
2.В турбине по п. 1 применение в камере О турбинных лопаток для частичного использования перепада давлений между камерой О и камерой 22.
- 3 -№ 61895
Предмет изобретения
