ВИНТОВАЯ ТУРБИНА ВНУТРЕННЕГО ГОРЕНИЯ Советский патент 1929 года по МПК F01D1/32 

Предлагаемое, изобретение касается винтовой турбины и сущность его заключается в особом устройстве винтовой поверхности и некоторых других деталях.

На чертеже фиг. 1 изображает продольный разрез цилиндра винтовой турбины; фиг. 2 - поперечный разрез по r r₁ на фиг. 1; фиг. 3 - то же, по r₂ r₃ на фиг. 1; фиг. 4 - продольный разрез цилиндра видоизмененой винтовой турбины.

Винтовая турбина внутреннего горения имеет следующее устройство (фиг. 1). По оси стального цилиндра а свободно расположен вал b, имеющий наружные опоры с и d и снабженный маховиком е₄. Ремень k передает для использования энергию с вала b. На валу b по всей длине цилиндра а укреплена винтовая внутри полая лопасть обвитая в узкой части спиралью трубы m. Со стороны маховичка цилиндр закрыт днищем, а с другой стороны открыт . Наружный конец винтовой лопасти входит в свободно вращающийся диск n (фиг. 2), передней неподвижной стенки распределительной коробки о (фиг. 1 и 2) у опоры d. На фиг. 2 стрелкой n₁ указано направление, в котором будет вращаться диск n при изображенном на фиг. 1 устройстве винтовых лопастей На фиг. 2 приняты обозначения: - конец винтовой лопасти входящий в диск n; m - конец трубы, входящей в диск n; b - вал, входящий в диск n. Пунктиром отмечено место камеры расположенной в опоре d, в коробке о. На фиг. 1 камера помечена буквой р.

Труба m оканчивается входом в коробку s, у которой передняя стенка t (фиг. 1) неподвижна, как и коробки о. Вошедший в стенку t конец трубы m может свободно вращаться. Горючая смесь подготовляется в толстостенном баллон-цилиндре с двумя отделениями H₂ и O₂. Оба отделения сообщаются между собой трубой f с краном f₁. Отделение O₂ трубой f₆ входит в коробку s. Отделение H₂ трубой f₇ входит в камеру р. На фиг. 3 изображен конец трубы f₇, проходящий через стенку камеры р, а пунктиром изображен конец трубы f₆, проходящий через стенку камеры р и оканчивающийся в коробке s. Снаружи как цилиндр-баллон с отделениями H₂ и O₂, так и цилиндр а в особенности в передней части цилиндра ближе к маховику е₄ имеют обмотку из прочной стальной проволоки, в достаточном количестве слоев.

Отделение O₂ (фиг. 1) имеет изоляцию i (фиг. 1). Цилиндр а имеет также изоляцию i, являющуюся необходимым элементом двигателя; в особенности толстая и теплонепроводящая изоляция должна быть ближе к маховику. В передней стенке цилиндра а имеется отверстие е₁ и ввинченная в него винтовая пробка с широким защитным диском е₂.

Действие двигателя осуществляется следующим образом: через кран f₁ вливается в отделение O₂ жидкий кислород, а в отделение H₂ - горючее в жидком виде. Находящиеся в отделении O₂ пары жидкого кислорода (или сжатого воздуха) через открытую трубу f, вступают в отделение H₂, где находится жидкое горючее и через трубу f₂ в манометр f₄, который показывает одинаковое в обоих отделениях H₂ и O₂ давление.

Пары кислорода в горючего идут соответственно по трубам f₆ и f₇, в коробку s и в камеру р и затем в трубу m и винтовую лопасть . В передних концах сопла g горючее и кислород выходят и, ударяясь в металлический шарик g₁ (фиг. 1), разбрызгиваются и смешиваются в определенной пропорции (что может быть достигнуто соответственной величиной выходных отверстий). Через отверстие е₁ в передней стенке цилиндра a производится первоначальное зажигание горючего у сопла g. Огненный поток горящей смеси газов будет выходить через отверстие е₁, и в то же время вначале медленно, а затем все быстрее будет приводиться во вращение вал b и следовательно маховик е₄. Когда последние приобретут достаточную скорость и передняя часть цилиндра достаточно раскалится, то в отверстие е₁ плотно ввинчивается винтовая пробка е₁, защищающая своим широким диском е₂ от огненного потока в момент закрывания отверстия е₁. После этого раскаленные газы, получая единственный выход только через заднее отверстие цилиндра а, все более и более быстро будут увеличивать скорость вращения вала b и маховика е₄. Эта скорость установится соответственно давлению в отделениях Н₂ и O₂ цилиндра-баллона, т.-е. соответственно скорости выделения и сгорания газов у сопла g. Если желательно увеличить мощность двигателя, а следовательно, и скорость вращения вала b и маховика е₄, то необходимо увеличить давление в отделениях H₂ O₂ помощью впуска воздуха через открывающийся клапан i₄ до получения в манометре желаемого давления. Если желательно уменьшить мощность двигателя, то необходимо уменьшить давление в отделениях H₂ O₂, для чего открывается на некоторое время кран f₃ до получения по манометру желаемого давления. Если желательно держать давление все время постоянным, то нужно приоткрыть кран f₃ так, чтобы в манометре давление не изменялось. Чем несовершеннее изоляция, тем показания манометра заставят более приоткрытым держать кран f₃ для сохранения постоянного давления. Для остановки двигателя, закрываются краны, через которые подается смесь горючих газов и открывается кран f₉, выпускающий горючие газы в атмосферу.

Видоизменение устройства винтовой турбины состоит из замены длинного цилиндра многими короткими. На фиг. 4 изображены три цилиндра А, В и С (число их может быть по желанию больше), имеющие валы а, b и с, соединяющиеся ременными или цепными передачами а₁, b₁ и с₁, с валом D, имеющим маховик E. Винтовую пробку е₁ имеет цилиндр А, через посредство которой и зажигаются приходящие сюда кислород и горючее. Продукты горения, вращая винт в цилиндре А, переходят в цилиндр В и далее, вращая винт в В, переходят в цилиндр С и, наконец, вращая винт в последнем, выходят наружу, потеряв свою излишнюю упругость. Кислород и горючее, идущие по описанному прежде способу из отделений Н₂ O₂, поступают в коробку s₁ и камеру р₁ опоры d₁; пройдя винтовые лопасти и трубу m₁, поступают в коробку s₂ и камеру p₂ опоры d₂, отличающейся от описанной прежде лишь тем, что вал с проходит через опору d₂ насквозь. Таким образом, горючее и кислород из опоры d₁ переходят в подвижные части цилиндра С (винтовые лопасти и трубу m₁), а затем вступают снова в неподвижные части опоры d₂ (камеру р₂ и коробку s₂), откуда они переходят в подобное же устройство опоры d₃. Из опоры d₃ они переходят в подвижные части цилиндра В (лопасти и трубу m₂); отсюда они поступают в неподвижные части опоры d₄ (устройство коей аналогично устройству d₁). Из d₄ поступают в d₅ и отсюда по подвижным частям цилиндра А доходят до места горения так, как описано выше. Все цилиндры и опоры d, за исключением первой опоры d₁, изолированы для предотвращения тепловой потери в наружное пространство (заштриховка).

1. Винтовая турбина внутреннего горения, характеризующаяся применением пустотелой винтовой лопасти и винтовой трубки m, оканчивающихся соплами g с шариком g₁ (фиг 1-3) и помещающихся в стальном цилиндре а, обмотанном для прочности стальной проволокой и покрытом теплонепроводящей оболочкой i, каковой цилиндр снабжен отверстием е для первоначального воспламенения смеси, при чем через полость лопасти проводится воздух или кислород под высоким давлением, а через трубку m - горючая жидкость.

2. Видоизменение охарактеризованной в п. 1 турбины, отличающееся тем, что для удлинения пути продуктов горения стальная труба разделена на три или более части А, В, С (фиг. 4), из которых в каждой помещаются винтовые лопасти и трубки m₁, m₂, по которым в последовательном порядке протекают горючее и воздух или кислород навстречу продуктам горения.