RU2070638C1

RU2070638C1 - Engine

Info

Publication number: RU2070638C1
Application number: RU93029477A
Authority: RU
Inventors: И.Х. Хайруллин; Р.М. Амиров; Т.И. Хайруллин
Original assignee: Уфимский государственный авиационный технический университет; Хайруллин Ирек Ханифович
Priority date: 1993-03-10
Filing date: 1993-03-10
Publication date: 1996-12-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering; steam power installations; engines combined with steam generators. SUBSTANCE: engine has hermetically sealed chamber 1 partially filled with liquid and communicating through steam supply pipeline 2 with steam generator 3 connected to lower portion of chamber 1 by hydraulic line 4 with bypass valve 5. Chamber accommodates also hydraulic turbine with rotor 6 rotating under action of head of liquid forced out by steam. Cooling system heat exchanger 7 is arranged on outer surface of chamber 1. Rotor 6 of hydraulic turbine is made in form of hermetically sealed cylindrical housing whose upper wall is connected with power takeoff vertical shaft 8. Tangential slot channels 9 are made in cylindrical wall, and inlet holes 10 are made in lower wall. Check valves 11 are installed in channels 9 and holes 10. Steam generator 3 has controlled valve 12 and additional pipeline 13 through which steam generator 3 communicates with upper portion of rotor 6 through controlled valve 12. Steam supply pipeline 2 is connected to upper portion of chamber 1 and, through controlled valve 12, to steam generator 3. EFFECT: enlarged operating capabilities. 2 dwg

Description

Изобретение относится к паросиловым установкам, а именно, к двигателям, конструктивно объединенным с парогенераторами, и может быть использовано в качестве привода в транспортных силовых установках малой мощности. The invention relates to steam power plants, and in particular, to engines structurally combined with steam generators, and can be used as a drive in low-power transport power plants.

Известен тепловой двигатель [1] содержащий корпус с размещенными внутри него сборником конденсата с парогенератором, турбинным колесом, конденсатором и направляющей трубкой для подачи рабочего тела на турбинное колесо, где рабочее колесо расположено между направляющей трубкой и конденсатором, а сборник конденсата разделен на две зоны перегородкой с обратным клапаном, через которую проходит направляющая трубка. Known heat engine [1] comprising a housing with a condensate collector located inside it with a steam generator, a turbine wheel, a condenser and a guide tube for supplying a working fluid to the turbine wheel, where the impeller is located between the guide tube and the condenser, and the condensate collector is divided into two zones by a partition with a check valve through which the guide tube passes.

Недостатком известной конструкции является низкая эффективность, т.к. вращение турбины происходит под давлением жидкости на лопатки турбинного колеса. A disadvantage of the known design is low efficiency, because The rotation of the turbine occurs under fluid pressure on the blades of the turbine wheel.

Задача изобретения повышение эффективности. The objective of the invention is improving efficiency.

Указанная задача решается тем, что в двигателе, содержащем герметичную камеру, частично заполненную жидкостью и посредством пароподводящего трубопровода сообщенную с парогенератором, подключенным к нижней части камеры гидролинией с установленным в ней перепускным клапаном, и размещенную в камере гидротурбину с ротором, вращающимся под действием напора жидкости, вытесняемой паром, причем он снабжен теплообменником системы охлаждения, размещенным на наружной поверхности камеры, ротор гидротурбины выполнен в виде герметичного цилиндрического корпуса, верхняя стенка которого соединена с вертикальным валом съема мощности, в его цилиндрической стенке выполнены тангенциальные щелевые каналы, а в нижней стенке впускные отверстия, при этом в каналах и отверстиях установлены обратные клапаны, парогенератор снабжен управляемым клапаном и дополнительным трубопроводом, сообщающим парогенератор через управляемый клапан с верхней частью полости герметичного корпуса, а пароподводящий трубопровод подключен к верхней части камеры, а к парогенератору через управляемый клапан. This problem is solved in that in an engine containing an airtight chamber partially filled with liquid and by means of a steam supply pipe communicated with a steam generator connected to the lower part of the chamber by a hydraulic line with an overflow valve installed in it and a turbine in the chamber with a rotor rotating under the influence of a liquid pressure displaced by steam, moreover, it is equipped with a heat exchanger of the cooling system located on the outer surface of the chamber, the rotor of the turbine is made in the form of a sealed cylinder case, the upper wall of which is connected to a vertical shaft of power removal, tangential slotted channels are made in its cylindrical wall, and inlet holes are in the lower wall, while check valves are installed in the channels and holes, the steam generator is equipped with a controlled valve and an additional pipe communicating the steam generator through a controlled valve with the upper part of the cavity of the sealed enclosure, and a steam supply pipe is connected to the upper part of the chamber, and to the steam generator through a controlled valve.

Такое выполнение устройства обеспечивает повышение эффективности вследствие того, что вращение ротора гидротурбины происходит под действием реактивных сил выбрасываемой жидкости через тангенциально направленные щелевые каналы. This embodiment of the device provides increased efficiency due to the fact that the rotation of the rotor of the turbine occurs under the influence of the reactive forces of the ejected fluid through the tangentially directed slotted channels.

На фиг. 1 показан двигатель, общий вид, на фиг. 2 показана цилиндрическая стенка, разрез. In FIG. 1 shows an engine, a general view, and FIG. 2 shows a cylindrical wall, a section.

Двигатель содержит герметичную камеру 1, частично заполненную жидкостью и посредством пароподводящего трубопровода 2 сообщенную с парогенератором 3, подключенным к нижней части камеры 1 гидролинией 4 с установленным в ней перепускным клапаном 5, и размещенную в камере 1 гидротурбину с ротором 6, вращающимся под действием напора жидкости, вытесняемой паром, на наружной поверхности камеры 1 размещен теплообменник 7 системы охлаждения, ротор 6 гидротурбины выполнен в виде герметичного цилиндрического корпуса, верхняя стенка которого соединена с вертикальным валом 8 съема мощности, в его цилиндрической стенке выполнены тангенциальные щелевые каналы 9, а в нижней стенке впускные отверстия 10, в каналах 9 и отверстиях 10 установлены обратные клапаны 11, парогенератор 3 снабжен управляемым клапаном 12 и дополнительным трубопроводом 13, сообщающим парогенератор 3 через управляемый клапан 12 с верхней частью ротора 6, пароподводящий трубопровод 2 подключен к верхней части камеры 1 и через управляемый клапан 12 к парогенератору 3. The engine contains a sealed chamber 1, partially filled with liquid and by means of a steam supply pipe 2 communicated with a steam generator 3 connected to the lower part of the chamber 1 by a hydraulic line 4 with a bypass valve 5 installed in it, and a hydraulic turbine with a rotor 6 rotating in the chamber 1, which rotates under the action of a liquid pressure displaced by steam, on the outer surface of the chamber 1 is placed a heat exchanger 7 of the cooling system, the rotor 6 of the turbine is made in the form of a sealed cylindrical body, the upper wall of which is connected with a vertical shaft 8 for power removal, tangential slotted channels 9 are made in its cylindrical wall, and inlet holes 10 are installed in the lower wall, check valves 11 are installed in the channels 9 and holes 10, the steam generator 3 is equipped with a controlled valve 12 and an additional pipe 13 communicating the steam generator 3 through the controlled valve 12 with the upper part of the rotor 6, the steam supply pipe 2 is connected to the upper part of the chamber 1 and through the controlled valve 12 to the steam generator 3.

Двигатель работает следующим образом. The engine operates as follows.

В исходном состоянии жидкость (дистиллированная вода) частично заполняет герметичную камеру 1, ротор 6 и парогенератор 3. Управляемый клапан 12 и перепускной клапан 5 закрыты. В результате парообразования давление внутри парогенератора 3, нагретого от внешних источников, повышается. Управляя клапаном 12, осуществляется кратковременный доступ пара в камеру 1 через трубопровод 2. Трубопровод 13 находится в запертом состоянии. Давление в камере 1 повышается и жидкость через отверстие 10 вливается во внутреннюю полость ротора 6. Обратные клапаны 11 в щелевых каналах 9 закрыты. В результате конденсации пара давление в камере 1 падает. При этом, управляя клапаном 12, осуществляют кратковременный доступ пара, в верхнюю часть ротора 6 через трубопровод 13. Давление в верхней части ротора 6 увеличивается и жидкость с реактивной силой выбрасывается через тангенциальные щелевые каналы 9, что приводит во вращательное движение ротор 6 с валом 8. Далее в результате конденсации пара давление в верхней части ротора 6 падает и уравнивается с давлением в камере 1. При этом, если давление в камере 1 превышает давление в парогенераторе 3, то по гидролинии 4 через перепускной клапан 5 жидкость переливается в парогенератор 3 до выравнивания давлений. Далее рабочий цикл повторяется. Камера 1 будет охлаждаться в процессе работы установки теплообменником 7 системы охлаждения. In the initial state, the liquid (distilled water) partially fills the sealed chamber 1, the rotor 6 and the steam generator 3. The controlled valve 12 and the bypass valve 5 are closed. As a result of vaporization, the pressure inside the steam generator 3, heated from external sources, rises. By controlling the valve 12, the steam is briefly accessed into the chamber 1 through the pipe 2. The pipe 13 is in a locked state. The pressure in the chamber 1 rises and the fluid through the hole 10 is poured into the inner cavity of the rotor 6. The check valves 11 in the slotted channels 9 are closed. As a result of vapor condensation, the pressure in chamber 1 decreases. At the same time, controlling the valve 12, they provide short-term steam access to the upper part of the rotor 6 through the pipe 13. The pressure in the upper part of the rotor 6 increases and the fluid is reactively ejected through the tangential slotted channels 9, which rotates the rotor 6 with the shaft 8 Further, as a result of steam condensation, the pressure in the upper part of the rotor 6 drops and equalizes with the pressure in the chamber 1. In this case, if the pressure in the chamber 1 exceeds the pressure in the steam generator 3, then the liquid through line 4 through the bypass valve 5 erelivaetsya the steam generator 3 to the pressure equalization. Next, the work cycle is repeated. The chamber 1 will be cooled during operation of the installation by the heat exchanger 7 of the cooling system.

Claims

An engine comprising a sealed chamber partially filled with liquid and by means of a steam supply pipe communicated with a steam generator connected to the lower part of the chamber by a hydraulic line with a bypass valve installed in it and a hydro turbine with a rotor rotating under the action of a pressure of a liquid displaced by steam, characterized in that that it is equipped with a heat exchanger of the cooling system located on the outer surface of the chamber, the rotor of the turbine is made in the form of a sealed cylindrical body, top the walled wall of which is connected to the vertical shaft of power removal, tangential slotted channels are made in its cylindrical wall, and inlet holes are provided in the lower wall, and check valves are installed in the channels and holes, the steam generator is equipped with a controlled valve and an additional pipe communicating the steam generator through a controlled valve with the upper part of a hollow sealed enclosure, the steam conduit is connected to the upper part of the chamber, and to the steam generator through a controlled valve.