Паровой двигатель

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к строительству двигателей. Паровой двигатель состоит из камеры, в которой сжигается топливо, камеры впрыска воды, камеры перемещения поршня, отверстия для выхлопа пара и преобразователя возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала. Камера сжигания топлива содержит расположенный вверх дном котел, наружная поверхность которого нагревается благодаря сжиганию топлива. Камера сжигания с котлом, камера впрыска воды и камера перемещения поршня расположены внутри одного цилиндра по высоте, а преобразователь возвратно-поступательного движения поршня выполнен в виде коленвала. В камере впрыска вода превращается в пар вокруг всего наружного объема котла и за счет изменения своего агрегатного состояния из жидкого в парообразное увеличивается в объеме в 1700 раз, и такой же процесс происходит в очередном цилиндре до полного поворота коленвала. Изобретение позволяет получить двигатель с улучшенными экологическими характеристиками. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к строительству двигателей.

Известен двигатель внутреннего сгорания, содержащий основную камеру сгорания и дополнительную камеру, размещенную в поршне (см. а.с. 987133, кл. F 02 В 23/00, Бюл. 1, 17.01. 83 г.).

Однако такой двигатель, так или иначе, работает только на горючем с кинетической энергией за счет увеличения объема горючего примерно в 1140 или чуть больше раз, в то время как вода в любом случае увеличивается в объеме в 1700 раз, а это значит, что кинетическая энергия воды в полтора раза выше любого горючего вещества при переходе из жидкого агрегаторного состояния в газо-парообразное. Кроме того, в первом случае используется энергия всегда с сохранением всех вредных для атмосферы веществ, имеющихся в горючем, а во втором случае происходит процесс горения горючего с выгоранием некоторых вредных компонентов, которые в атмосферу не попадают, при равных прочих условиях.

Известен паровой двигатель, состоящий из камеры, в которой сжигается топливо, камеры впрыска воды, камеры перемещения поршня, отверстия для выхлопа пара и преобразователя возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала (а.с. SU 12327 A, F 01 K 21/02, 31.12.1929).

Недостатком указанного парового двигателя является сложная кинематическая схема для преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное и сложная механическая система клапанов.

Технический результат, который может быть получен при использовании для работы предложенного двигателя, основан на эффекте полного сгорания топлива и получения таким образом теплоты для преобразования воды в пар.

Достигается этот эффект путем нагрева опрокинутой емкости котла вверх дном и сжигания топлива внутри этого котла, а на нагретый внешний объем впрыскивается вода, которая мгновенно превращается в пар, толкая поршень в верхнее крайнее положение, сблокированного со штоком поршня, который и вращает коленвал. После сброса пара в выхлопную трубу вода перекрывается в первом цилиндре, а во втором цилиндре процесс повторяется.

Для этого цилиндры по высоте делятся на три камеры. В первой (нижней) камере расположен опрокинутый вверх дном котел, в котором сжигается топливо с подсосом атмосферного воздуха и отводом продуктов горения, а для более полного и интенсивного горения подается баллонный кислород. Во вторую камеру впрыскивается вода на горячую поверхность котла, где мгновенно превращается в пар. В третьей камере под действием пара поршень движется вверх, толкая шток, сблокированный с коленвалом. Дойдя до крайней верхней точки, поршень открывает отверстие для выхлопа пара в общий выхлопной канал, сообщенный с атмосферой. Но при этом подача воды в первый цилиндр перекрывается и такой же процесс повторяется в другом цилиндре, делая таким образом полный оборот коленвала. В дальнейшем процесс повторяется.

Интенсивность горения обеспечивается обычным путем - подачей горючего и окислителя.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 показан вид по сеч. I-I, на фиг.2 - вид снизу.

В нижней камере цилиндра 1, защищенного теплоизоляцией 2 от потерь тепла, которое не сбрасывается в атмосферу, а используется для полезной работы, устанавливается котел, опрокинутый вверх дном (типа колпака) 3, внутри которого устанавливается горелка 4 с клапаном 5 и элементом поджога 6. Горючее к горелке подается из топливного бака 7 по трубопроводу 8. Пламя 9 горит открытым огнем в среде воздуха 10 с возможной "подпиткой" через форсунку с клапаном 12, а продукты сгорания топлива сбрасываются в атмосферу по отводной трубе 13 по закону естественной тяги.

При этом при нагревании наружной поверхности котла 3 из водяного бака 14 через клапан 15 впрыскивается вода 16 на внешнюю поверхность разогретого котла 3, которая мгновенно превращается в пар 17, образующийся вокруг всего объема котла, и за счет увеличения воды, переходя в пар в объеме в 1700 раз, толкает поршень 18 со штоком 19, сблокированный с коленвалом, в крайнее верхнее положение 18^I, открывая при этом отверстие 20 для выхлопа пара в атмосферу.

А продукты горения 22 сбрасываются в атмосферу по вытяжной трубе.

Формула изобретения

Паровой двигатель, состоящий из камеры, в которой сжигается топливо, камеры впрыска воды, камеры перемещения поршня, отверстия для выхлопа пара и преобразователя возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение вала, отличающийся тем, что камера сжигания топлива содержит расположенный вверх дном котел, наружная поверхность которого нагревается благодаря сжиганию топлива, камера сжигания с котлом, камера впрыска воды и камера перемещения поршня расположены внутри одного цилиндра по высоте, а преобразователь возвратно-поступательного движения поршня выполнен в виде коленвала, в камере вспрыска вода превращается в пар вокруг всего наружного объема котла и за счет изменения своего агрегатного состояния из жидкого в парообразное увеличивается в объеме в 1700 раз и такой же процесс происходит в очередном цилиндре до полного поворота коленвала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2