Турбосиловая установка

 

8KVl

ИЫЧЕСЫИ а МБА

X 43430

Класс 14й, 5;

13д, 3

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

О ПИСЯНИЕ турбосиловой установки.

К авторскому свидетельству А. А. Шершнева, заявленному 18 августа

1934 года (спр. о перв. ¹ 152741), 0 выдаче авторского свидетельства опубаиковаво 30 и оня 1935 года. (73) Изобретение относится к турбосиловым установкам, работающим на двух теплоносителях различной температуры, с вращающимися котлами и перегревателями для теплоносителя высокой температуры.

Предлагаемая турбосиловая установка, работающая по бинарному циклу, предназначается для использования в качестве двигателя как для стационарных и судовых установок, так и для автомобильного и железнодорожного транспорта.

Применение двух теплоносителей (рабочих тел) и работа агрегата по бинарному циклу обеспечивают экономичность процесса более высокую, чем экономичность турбинных установок, работающих только на водяном паре.

Максимальная компактность установки (на ряду с высокими тепловыми и механическими напряжениями), являющаяся следствием применения высокого давления и высоких скоростей, дает возможность осуществить установку любой мощности при наименьшем удельном весе и наименьших габаритах.

Топливо для предлагаемой турбссиловой установки может быть как жидкое и коллоидальное, так и твердое (пылевидное) и газообразное.

В качестве рабочего тела высшей степени бинарного цикла может быть ртуть, дифенил или какое-либо другое вещество с высокой температурой кипения. Рабочим телом низшей степени. может быть вода.

Количественно соотношение теплоносителей должно быть определено в зависимостм от индивидуальных особенностей установки, условий работы и изготовления ее.

При выборе материалов для изготовления следует иметь в виду желательность использования максимального перепада между начальной и конечной температурой рабочего тела, так как чем больше этот перепад, тем выше термический коэфициент полезного действия.

На чертеже изображена схема турбосиловой установки.

В целях удешевления, снижения удельного веса и достижения наибольших удобств обслуживания все части предлагаемой турбосиловой установки соединяются в единый компактный агрегат, состоящий из вращающегося прямоточного ртутного котла А, перегревателя Б ртутных IIBpoE, ртутной турбины 8, конденсатора Г для ртути, являющегося экономайзером для воды, парового прямоточного котла Я, пароперегревателя Е водяных паров, турбины Ж, конденсатора 3 для водяных паров, экономайзера Р для ртути и воздушного экономайзера О. В турбссиловых установках на турбовозах, тракторах и автомобилях водяной конденсатор водяного пара может быть заменен воздушным радиатором. Котел Д, парсперегреватель Е, экономайзеры P и И расположены концентрически вокруг котла А, а конденсаторы Г и 3 — в расширениях выхлопных труб турбин В и .Ж.

Взаимное расположение перечисленных выше элементов котла можно трансформировать, учитывая особые требования установки, но желательно компановать эти части так, чтобы достигнуть максимального упрощения агрегата и сделать ненужными многие элементы нормальной котлотурбинной установки. Последнее достигнуто в данном случае следующим образом. Специальное расположение трубок . элементов вращающегося ртутного котла А в виде петель 7 параболической формы и экономайзера Р делает ненужным установку дымососа и дутьевого вентилятора.

Подвод топлива через полый вал ротора котла и каналы 3 в камеру 4 делает ненужным применение нефтяного насоса и форсунок при жидком и коллоидальном топливе и горелок при твердом (пылевидном) и газообразном топливе.

Расположение конденсатора Г ртутных паров выше уровня оси ротора ртутного котла А исключает необходимость в питательном ртутном насосе.

Расположение ротора ртутной турбины В на одном валу с ротором ртутного котла А дает возможность обойтись без паропроводов и арматуры на высшей ступени агрегата.

Расположение камеры 4 горения топлива внутри ротора ртутного котла А, вращающегося внутри змеевикового пароперегревателя Е водяного пара, делает ненуйным футеровку топочной камеры огнеупорным материалом. Поскольку в данном случае имеется возможность избавиться от перечисленного выше оборудования и поскольку необходимое для турбокотла вспомогательное оборудование, как-то: питательный водяной насос К, масляный насо- Л, пусковой электромотор М, используемый при работе установки как генератор, конструктивно соединены с турбокотлом в одно целое, а именно, роторы водяного питательного и масляного насосов, а также и пускового электромотора имеют с ротором ртутного котла А общий вал, а турбины также имеют общий вал, являющийся как бы продолжением вала котла, — имеется возможность сделать весь агрегат простым не только по конструкции, но и по уходу за ним. В данном случае имеется полная возможность легко и просто устроить автоматическое дистанционное управление агрегатом— пуск и останов, а также и регулирование работы его. Поскольку мелких, изнашиваемых частей и механизмов, требующих постоянного зрительного наблюдения со стороны обслужива ющего персонала, в установке нет, а аэродинамика воздушно-газовых струй в топочной камере обеспечивает полное сгорание топлива при отсутствии непосредственного глазомерного наблюдения эа горением, статор турбокотла выполняется лишь с учетом удобства сборки и ремонта, а это обеспечивает надежность и экономичность работы агрегата.

Предлагаемая установка конструктивно представляет собою компановку известных в современной теплотехнике вращающегося котла конденсаторовиспарителей и радиальных турбин.

Пуск в работу установки бинарного цикла осуществляется следующим образом. Помощью пускового электромотора М разворачивают ротор ртутного котла А и, когда число оборотов его достигает нормы, открывают вентиль на трубе 1, подводящей к ротору топливо, распределяющееся в камере 2 по каналам 3. Из этих каналов, благодаря центробежной силе при вращении ротора котла топливо выбрасывается в камеру горения 4, куда подается вентилятором через камеру 5 воздух, необходимый для горения, подогретый в воздушном экономайзере И. Зажигание топлива в камере 4 осуществляется пламенем бензина, зажженного в камере 5электрической искрой от свечи б и занесенного потоком воздуха в камеру 4. Развивающееся при горении топлива в камере 4 тепло частично воспринимается кипятильными трубками в виде петель 7вращающегося котла А и ртутного перегревателя Б, частично же идет в газоходы статора и воспринимается трубками пара перегревателя Е водяного пара, водяным экономайзером и воздушным экономайзером. Ртуть поступает в трубки котла А по каналам У и через концы 10 их в камеру 11, а из нее, пройдя по трубкам 12 перегрева тела Б, попадает в канал 13 и из него в турбину В. Минуя турбину, ртутные пары попадают в конденсатор Г— водяной экономайзер змеевикового типа.

Здесь пары ртути конденсируются и сконденсированная ртуть самотеком поступает вновь в экономайзер Р и далее в котел А и процесс повторяется. Вода из ртутного конденсатора Г попадает в прямоточный котел Д змеевикового типа, испаряется и пар поступает в пароперегреватель Е, а отсюда идет в турбину,Ж через сопло 8 и из нее в конденсатор З, в котором водяной пар конденсируется водой или воздухом, часть которого далее направляется в воздушный экономайзер И. Конденсатор З и воздушный экономайзер И выполнены из ряда труб. Валы роторов котла и турбин установлены в роликовых подшипниках П, прикрепленных к фундаменту, на чертеже не показанному.

Предмет изобретения.

1. Турбосиловая установка, работающая на двух теплоносителях различнои температуры с вращающимся котлом и перегревателем для теплоносителя высокой температуры, отличающаяся тем, что котел Д. пароперегреватель E теплоносителя низкой температуры, экономайзер Р теплоносителя высокой температуры и воздушный экономайзер И расположены концентрически вокруг котла А теплоносителя высокой температуры, а конденсаторы Г и 3 обоих теплоносителей расположены в расширениях выхлопных труб обеих турбин В и Ж с целью получения единого компактного агрегата.

2. Форма выполнения установки по п. 1, отличающаяся тем, что элементы вращающегося котла А теплоносителя высокой температуры выполнены в виде петель 7 параболической формы.

Экснерт Н. A. Бввков

Редактор А. А. Денисов

Тип..печатный Труд . Зак. 4137 — 400