Паровая машина с вращающимися спиральными цилиндрами

 

1

T

Класс 14b, Ц,:

)4h, 14 о 4©Щ

АВТОРСНОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ паровой машины с вращающимися спиральными цилиндрами

К авторскому свидетельству А. Г. Сливинского, злявленному

10 июня 1935 года (спр..о перв. !% 170929).

0 вы,:гачс авторского свидетельства опубликовано 31 августа 1 .136 t-() са, Изобретение относится к паровым: машинам, в которых парообразование происходит в цилиндрах при подаче в последние воды, например, перегретои. !

Среди различного рода паровых машин известны ротационные машины с вра-, щающимися цилиндрами, выполненными, I в форме спирали. В предлагаемой ма- шине, относящейся к указанному типу,, для образования в цилиндрах жидкост- ных поршней переменного объема, не-,, обходимых для обеспечения вращения, рабочего вала, цилиндры, помимо вра-, щения вокруг собственных осей, совер-, шают вращение вокруг общей централь- ной оси, передаваемое валу через пла- нетарную передачу, сателлиты которой укреплены на рабочих цилиндрах ма-, шины.

На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный продольный разрез машины; фиг. 2 — разрез по АБ на фиг. 1; фиг. 3 — 10 — схему работы вращающе- I гося цилиндра; фиг. 11 — боковой вид, машины в другой форме выполнения и фиг. 12 — боковой вид машины с колен- чатым валом. 1

Ротационная паровая машина, приме- няемая как для больших, так и для весьма малых мощностей, дает возможность пользоваться в качестве рабочего вещества не паром, а перегретой водой, подаваемой из специальных аккумулято-, ров перегретой воды.

Такого рода машины могли бы быть использованы или без кратковременных нагрузок или в качестве форшальт-машин при высоких давлениях пара или при применении бинарных циклов.

В обычных паротурбинных установках во избежание получения черезмерно влажного пара в турбине дают для пара некоторый перегрев, но так как верхний предел допустимых температур, с точки зрения применяемых в настоящее время в котлостроении материалов, ограничен (500 — 550 ), то применение хотя бы небольшого начального перегрева неизбежно связано со снижением рабочего давления (например, в бинарных ртутных установках), что снижает заполняемость цикла и, следовательно, снижает коэфициент полезного действия установки.

В предлагаемой паровой машине может отсутствовать необходимость перегрева пара при работе на перегретой жидкости в высшей ступени бинарного цикла и бла года ря постепенному отводу тепла от перегретой жидкости могут быть значительно снижены и обычные потери паровых машин, В ротационных спиральных компрессорах компримирование газа может производиться свободно движущимися жидкими поршнями, которые, под влиянием центробежной силы, стремятся занять в свернутой из трубок вращающейся планетарно вокруг центральной и соб- I ственной оси спирали периферическое положение, благодаря чему происходит компримирование газа, поступающего в те же трубки спирали. Принцип, положенный в основу этого компрессора, вполне обратим и может быть исполь- I зован для действия паровой машины.

На фиг. 3 показана часть свернутой в спираль трубки 2, которая может сво- бодно поворачиваться вокруг горизон- тальной оси 1. Если в трубку налита жидкость, то под влиянием силы тяжести, по закону сообщающихся сосудов, жидкость в правом б и левом а коленах занимает одинаковое положение и трубка будет находиться в состоянии равнове-, сия. При неравенстве давлений на по-, верхность уровня жидкости в правом и, левом коленах момент от силы тяжести: большего столба жидкости в правом колене заставит трубку повернуться на, оси l. Если после этого опять уровень в левом колене понизится, а в правом повысится, то вращение будет продол-, жаться. Таким образом, благодаря нали- чию разности давлений газа на уровни жидкости в правом и левом колене мо-, жет появиться и существовать какой-то вращающий момент. То же, очевидно, будет иметь место, если силу тяжести заменить центробежной силой (фиг. 10,;

4, 5, б, 7, 8 и 9, на которых показаны, различные положения спирали при „пра- I вой" и „левой" свивке спирали и для разных случаев направления вращения спирали вокруг своей и цент альной одна из возможных конструкций паровой машины на указанном принципе.

Перегретая вода, поступая в машину через полый вал 2 и трубы 3., входит в камеру 4, где, благодаря центробежной силе, сосредоточивается по периферии, а парообразная фаза располагается ближе к центру вращения обоих спиральр осей). Пар (или газ), поступающий в полость спирали, выталкивает поступающую туда же жидкость, .которая, вследствие своего большего удельного веса, про.ходя по спирали, всегда будет занимать, периферическое (к общему центру пла- нетарного движения) положение, созда- вая ряд жидкостных затворов для рас-, .ширяющихся в каждом из витков спи- рали объемов пара. На фиг. 1 показана ных цилиндров 1 и И. В камере 4 имеется отверстие, сообщающее камеру с трубками спирали. При вращении каждого из цилиндров вокруг своей оси, благодаря постоянному расположению жидкости по периферии, отверстие в камере 4 будет входить под уровень жидкости или выходить из нее.

В первом случае в трубки спирального цилиндра поступит перегретая жидкость, во втором случае — пар. Таким образом создаются замкнутые объемы пара и столбики жидкости, перемещающиеся по трубкам спиралей от центра к периферии.

Выходя из последней спирали при температуре и давлении, лишь немного превышающем давление и температуру в конденсаторе, жидкость через трубку 5 поступает к центру, отдавая кинетическую энергию, а потом выливается в конденсатор 1, в котором охлаждение производится благодаря подаче холодной воды по трубкам 6. Там же конденсируется пар. Благодаря неподвижно закрепленной солнечной шестерне 7, входящей в зацепление с планетарно движущимися прикрепленными к спиралям сателлитами 8, 8 планетарной передачи, вращающий момент, создаваемый внутри спиральных цилиндров, заставляет сателлиты вращаться вместе со спиралями вокруг неподвижной шестерни 7, приводя во вращение через трубки 3 вал 2 и насаженный на нем шкив 9, от которого может отдаваться механическая энергия (например, через ременную передачу 10).

Согласно фиг. 11 и 12 возможны иные варианты размещения и эксцентричного планетарного вращения цилиндров со спиралевидными каналами внутри, в которых может осуществляться вышеописанный пооцесс расширения пара.

На фиг. 11 изображен случай расположения осей х спиральных цилиндров s, s по касательной. Вращение спиралей s вокруг своих осей х координируется с вращением их вокруг оси у благодаря червяку r, заменяющему солнечную шестерню 7. Вращение происходит главным образом благодаря использованию жироскопических моментов, создаваемых движущимися жидкими поршнями. Питание и отвод пара при этом может осуществляться через два полых цальца и не показанной на чертеже вилки, которой передается вращающий момент машины.

На фиг. 12 показан вариант с применением полых коленчатых валов для создания эксцентриситета спиралей и сосредоточенного у периферии потенциала центробежной силы. Питание спи.ралей в этом случае может осуществляться через коленчатый вал &, связывающий рабочие цилиндры s, s, сателлиты кото,рых перемещаются по зубцам венца с внутренним зацеплением, заменяющим солнечную шестерню.

Предмет изобретения.

1. Паровая машина с вращающимися спиральными цилиндрами, работающая на перегретой воде, подводимой через полый вал, отличающаяся тем, что, с целью образования в цилиндрах жидкостных поршней переменного объема д ля обеспечения вращения рабочего, ва, ла, рабочие цилидры, помимо вращения вокруг собственных осей, совершают вращение относительно общей центральной оси.

2. Форма выполнения машины по п. 1, ! отличающаяся тем, что для сообщения вращения от цилиндров валу применена

1 планетарная передача, сателлиты 8, 8 которой, взаимодействующие с непо-! движной солнечной шестерней 7 укреп) лены на рабочих цилиндрах машины.

3. Видоизменение машины по и. 2, отличающееся тем, что взамен солнечной шестерни 7 применен червяк r (ф. 11).

4. Видоизменение машины по и. 2, ! ! отличающееся тем, что солнечная шестерня выполнена в форме зубчатого венца с внутренним зацеплением для сателлитов рабочих цилиндров s, связанных между собою полым коленчатым валом (фиг. 12).