A találmány motorépítésre vonatkozik, és felhasználható az energetikai, dízelmozdony -építési, hajógyártási, légi-, traktor- és autóiparban. A motor tartalmaz egy álló üreges testet 1, egy forgórészt 3, négy sugárirányú réssel 4, négy lapátot 5, gőzellátó elemeket 6, Laval fúvókákat 7, gőzkiáramló elemeket 8, valamint egy sorba kapcsolt gőzkondenzátort 9, egy víztartályt. 10, gőzfejlesztő magas nyomású A 11. vevő, a 12 vevő és a gőzelosztó 13 a 14 vezérlő által vezérelt. Az 1 ház 2 belső felülete hengeres. A 3 -as forgórész egyenes kör alakú henger formájában készül. Az 5 pengék a 4 hornyokba vannak beépítve, és képesek mozogni ezekben a hornyokban, és elcsúsztatni a munkaélüket belső felület 2 test 1. A 6 gőzellátó elemeket úgy szereljük be a testbe, hogy a rajtuk átadott gőz ne hozzon létre turbinás hatást. A Laval 7 fúvókákat a burkolatba ferdén, a forgórész sugarához kell felszerelni, úgy, hogy minden Laval fúvóka tengelye a forgórész hengeres felületének érintőjének megfelelő irányban legyen. A 9 kondenzátor bemenetei a 8 elemek kimeneteihez vannak csatlakoztatva a gőz eltávolítására. A 13 gőzelosztó kimenetei a 6 gőzellátó elemek bemeneteihez és a Laval 7 fúvókák bemeneteihez vannak kötve. A találmány célja a motor teljesítményének növelése nagy forgórész -fordulatszámon. 6 cp. f-ly, 6 dwg

Rajzok a 2491425 RF szabadalomhoz

A műszaki terület, amelyre a találmány vonatkozik

A találmány a motorgyártás területére vonatkozik, nevezetesen forgólapátos motorokra, és felhasználható az energetika, dízelmozdony -építés, hajóépítés, repülés, valamint a traktor- és autóipar területén.

A legkorszerűbb

Ismert forgólapátos motor belső égés olyan testet tartalmaz, amelynek belső munkafelülete egyenes kör alakú henger alakjában, két zárósapkával, a testben excentrikusan szerelt rotorral és sugárirányú hornyokkal rendelkezik, amelyekbe a pengék vannak felszerelve, és ezekben a hornyokban mozoghatnak és a munkaélükkel a rotor, valamint az üzemanyag-ellátó és gázcsere-rendszer forgása során a test belső munkafelülete mentén elcsúsznak, míg a rotor és a test szilárd szén-szén kompozitból vagy hő- ellenálló kerámia, a pengék szén-grafit összetételű lemezek csomagolásában vannak, és a rések közötti rotortestben az égéskamrák hengeres vagy gömb alakú mélyedésekben készülnek (RU 2011866 C1, M. számú szabadalmi leírás). cl. F02B 53/00, közzétéve 1990.04.30).

Az ismert és igényelt megoldások közös jellemzői egy hengeres test, egy rotor, amelynek radiális rései vannak a testbe forgatva, és a pengék a rotor sugárirányú réseibe vannak felszerelve, amelyek képesek mozogni ezekben a résekben és csúsztatni munkadarabok a ház belső felülete mentén a rotor forgása során, valamint a munkafolyadék ellátására szolgáló elemek és a ház falában elhelyezkedő gázcsere -elemek jelenlétében.

A kívánt technikai eredményt az ismert technikai megoldás megakadályozza abban, hogy a test belső munkafelülete egyenes kör alakú henger alakjában készül, és a forgórészt a belső munkafelület szimmetriatengelyéhez képest excentrikusan kell felszerelni. ami a motor belső erőinek jelentős egyensúlyhiányának az oka.

A legközelebbi analóg (prototípus) egy forgólapátos gőzgép, amely egy álló üreges testet tartalmaz, amelynek belső munkafelülete hengeres, a rotor radiális hornyokkal van felszerelve a testbe, amely egyidejűleg van elhelyezve a test belső munkafelületével, míg a a rotornak hornyai vannak, amelyek egyenletesen helyezkednek el a rotor kerülete körül, a pengék a rotor sugárirányú hornyaiba vannak felszerelve, amelyek képesek mozogni ezekben a hornyokban, és elcsúsztatni a munkaélüket a ház belső munkafelülete mentén a rotor forgása során , valamint a ház falában elhelyezett gőzellátó elemek és gőzleválasztó elemek (A találmány leírása a 2361089 C1 számú szabadalmi leírásban, M. osztály F01C 1/32, F02B 53/02, F02B 55/08, F02B 55/ 16., közzétéve 2009.7.10.).

Az ismert és igényelt megoldások közös jellemzői a burkolat, amelynek belső munkafelülete hengeres, és a rotorházba van felszerelve, amelyben radiális hornyok készülnek, egyenletesen elhelyezve a forgórész kerületén, a lapátok hornyok, amelyek képesek mozogni ezekben a hornyokban, és a munkaélükkel a ház belső munkafelülete mentén elcsúsznak a rotor, a gőzforrás, valamint a ház falában elhelyezkedő gőzellátó elemek forgása közben. gőzforrás és a házban található gőzleválasztó elemek.

A kívánt műszaki eredmény elérésének az ismert technikai megoldásban az az oka, hogy a gőzellátó elemeket sugárirányban szerelik fel, aminek következtében a rajtuk átadott gőz nem hoz létre turbinahatást.

A találmány lényege

A találmány által megoldandó probléma a motor teljesítményének növelése nagy forgórész -fordulatszámon.

A technikai eredmény, amely a meghatározott probléma megoldását közvetíti, abban áll, hogy a gőzt a forgórész hengeres felületéhez érintő irányában nagy áramlási sebességgel továbbítja.

A technikai eredményt úgy érik el, hogy a forgólapátos motor egy álló üreges testet tartalmaz, amelynek belső munkafelülete hengeres, egy rotort, amely a testbe van beépítve, és amelyben radiális hornyok készülnek, egyenletesen elhelyezkedve a rotor, ezekbe a hornyokba szerelt pengék, amelyek képesek ezekben a hornyokban mozogni, és a munkaélükkel elcsúsznak a ház belső munkafelülete mentén a rotor forgása közben, gőzforrás, gőzellátó elemek a ház falában és csatlakoztatva a gőzforráshoz, a házban elhelyezett gőzleválasztó elemekhez, valamint legalább egy Laval fúvókához, amely a gőzforráshoz van csatlakoztatva, és a ház falába ferdén a forgórész sugarához van szerelve, azzal a lehetőséggel, hogy turbina hatás.

A technikai eredményt az is eléri, hogy a gőzforrás sorba kapcsolt kondenzátor, víztartály, nagynyomású gőzfejlesztő, vevőegység és a vezérlő által vezérelt vezérlőszelep formájában készül, míg a gőzellátás elemek és a Laval fúvókák a vezérlőszelep kimeneteihez, a kondenzátor bemenetek pedig gőzeltávolító elemekhez vannak csatlakoztatva.

A technikai eredményt az is eléri, hogy a nagynyomású gőzfejlesztő tartalmaz egy házat, amely legalább egy égéstérrel, legalább egy vízmelegítővel rendelkezik az égéstérben, és legalább egy égőberendezéssel van felszerelve, amely lehetővé teszi a víz felmelegítését. vízmelegítő, míg az égő egy vízzel égetett Laval fúvóka.

A technikai eredményt az is eléri, hogy az égőberendezés beömlőnyílásához fúvókát szerelnek, hogy vizet vagy gőzt biztosítsanak hozzá, és elektródákat a víz leválasztására tervezett ív létrehozásához.

A technikai eredményt az is eléri, hogy az égőberendezés tartalmaz legalább egy további Laval fúvókát, amely az említett fúvókával képződik, amely a fő, a Laval fúvókák lineáris lánca, amelyben a fő fúvóka az első, és amelynek a kimenete a lánc előző fúvókája egy következő fúvóklánc beömlőnyílásához van csatlakoztatva, így a következő láncfúvóka geometriai méretei meghaladják az előző láncfúvóka geometriai méreteit.

A technikai eredményt az is eléri, hogy az égőberendezés legalább két további Laval fúvókát tartalmaz, amelyek a szóban forgó fúvókával alkotják, amely a fő, a Laval fúvókák elágazó lánca, amelyben a fő fúvóka az első, és amelynek a kimenete a lánc előző fúvókája két következő fúvóka lánc bemenetéhez van csatlakoztatva.

A bejelentett új jelei műszaki megoldás abban áll, hogy a motor tartalmaz legalább egy Laval fúvókát, amelyet a gőzforráshoz csatlakoztatnak, és a ház falába ferdén a forgórész sugarához rögzítenek, turbinahatás létrehozásának lehetőségével.

Az újdonságok közé tartozik az is, hogy az említett gőzforrás sorba kapcsolt kondenzátort, víztartályt, nagynyomású gőzgenerátort, vevőt és a vezérlő által vezérelt vezérlőszelepet tartalmaz, amelyek kimeneteihez gőzellátás és Laval fúvókák vannak csatlakoztatva, és a gőz kimeneti elemek a kondenzátor bemeneteihez vannak csatlakoztatva ...

Az újdonságok közé tartozik az is, hogy a nagynyomású gőzfejlesztőnek legalább egy égéstérrel rendelkező háza, legalább egy égőkamrában elhelyezett vízmelegítője és legalább egy égőberendezése van, amelyek vízmelegítési lehetőséggel vannak felszerelve vízmelegítő, amikor Ebben az esetben az égőberendezés egy Laval fúvóka, amely víz üzemanyaggal működik, és tartalmaz egy fúvókát, amely a bemenetre van felszerelve a víz vagy a gőz ellátására, valamint az elektródákat, amelyek ezt a vizet szétválasztják.

Az újdonságok közé tartozik az is, hogy az égőberendezés tartalmaz legalább egy további Laval fúvókát, amely az említett fúvókával képződik, amely a fő, a Laval fúvókák lineáris lánca, amelyben a fő fúvóka az első, és amelynek a kimenete a lánc előző fúvókája egy következő láncfúvóka bemenetéhez van csatlakoztatva, így a következő láncfúvóka geometriai méretei nagyobbak, mint az előző láncfúvóka geometriai méretei.

Az újdonságok közé tartozik az is, hogy az égőberendezés legalább két további Laval fúvókát tartalmaz, amelyek közül a fő fúvóka képezi a Laval fúvókák elágazó láncát, amelyben a fő fúvóka az első, és amelynek a kimenete a lánc előző fúvókája két következő láncfúvóka bemenetéhez van csatlakoztatva.

Rajzfigurák listája

Az 1. ábra sematikusan mutatja az igényelt gőz forgólapátos motort; 2., 3. ábra - lehetőségek a nagynyomású gőzgenerátor végrehajtására; A 4., 5., 6. ábra a gőzfejlesztőben használt égő kiviteli alakjait mutatja be.

A találmány megvalósításának lehetőségét megerősítő információk

A motor tartalmaz: egy álló üreges 1 testet, amelynek 2 belső felülete hengeres (a karosszéria végeiről tetővel le van zárva); 3 forgórész, amely egyenes kör alakú henger alakjában készül, négy sugárirányú 4 horonnyal; négy 5 penge van beépítve a 4 hornyokba, amelyek képesek mozogni ezekben a hornyokban, és elcsúsztatni a munkaélüket az 1 ház 2 belső felülete mentén; két 6 gőzellátó elem, amelyek a házba vannak felszerelve úgy, hogy a rajtuk keresztülvezetett gőz ne hozzon létre turbinás hatást (radiálisan telepítve); két Laval 7 fúvókát a burkolatba ferdén a forgórész sugarához szerelve, úgy, hogy minden Laval fúvóka tengelye a forgórész hengeres felületének érintőjének megfelelő irányba van irányítva; 8 elemek a gőz eltávolítására. Ezenkívül a motor tartalmaz 9 gőzkondenzátort, 10 víztartályt, 11 nagynyomású gőzgenerátort, 12 vevőt és 13 gőzelosztót, amelyeket egy 14 vezérlő vezérli, sorba kötve. elemeket és a Laval fúvókák bemeneteit 7.

A mellékelt ábrán látható példában a 3 forgórészt a belső hengeres 2 felülettel koaxiálisan az 1 házba szereltük be. A 4 hornyok és ennek megfelelően az 5 lapátok egyenletesen vannak elhelyezve a forgórész keresztmetszetének kerülete körül 3. A pengék minimális száma négy. Ebben az esetben a két szomszédos lapát közötti szög 90 °, az ellenkező lapátok szöge pedig 180 °. A 6 gőzellátó elemeket az 1 házba kell felszerelni a 2 munkafelület ellipszisének kisméretű tengelyének csúcsaiban. A 7 Laval fúvókákat az 1 házba kell felszerelni, a 6 elemektől 45 ° -ot meg nem haladó szögben eltolva A 3 forgórész forgásirányában. A 8 gőzleválasztó elemek az 1 házba vannak szerelve, a 6 elemektől 45 ° -ot meg nem haladó szögben a 3 forgórész forgásirányával ellentétes irányban. forgatását az ábra íves nyíllal mutatja). Ezenkívül a 6 gőzellátó elemeket sugárirányban, azaz E. sugárirányú gőzellátás lehetőségével, hogy a bejuttatott gőz ne hozzon létre dinamikus (turbinás) hatást, és a Laval 7 fúvókákat tengelyükkel ferdén a forgórész sugarához kell felszerelni, úgy, hogy minden Laval fúvóka tengelye a 3 forgórész hengeres felületének megfelelő irányt, hogy dinamikus (turbina) hatást hozzon létre. Az 5 penge száma négynél több lehet, de párosnak kell lennie. Az 5 lapátokat egyenletesen kell elhelyezni a 3 forgórész keresztmetszetének kerülete körül. Ebben az esetben az 5 lapátokat a 4 résekbe kell felszerelni, rugóterheléssel a forgórész tengelyétől függően. Ezt a rugózást a megfelelő rugók (nem ábrázolt) 4 hornyaiba történő beépítés és / vagy a 4 hornyokba történő nyomás alatti gázellátás biztosítja.

A forgólapátos gőzgép fenti példáját az jellemzi, hogy a karosszéria belső munkafelületét hengeresre alakítjuk egy ellipszis alakú generátorral. Ebben az esetben a rotor koaxiálisan van felszerelve a házzal, ami biztosítja az erők egyensúlyát. Ez a motor opció azonban nem az egyetlen lehetséges a megadott képlet keretein belül. Lehetséges például egy olyan változat, amelyben a ház belső munkafelülete (állórész) kör alakú henger alakjában készül, és a rotor tengelye a ház tengelyéhez képest eltolva van felszerelve. Az is lehetséges, hogy a ház belső munkafelületét összetett vezetővel készítsük el, amint azt a találmány leírása bemutatja a fent említett 2361089 számú szabadalmi leírás szerint.

A motor nagynyomású 11 gőzfejlesztőt használ, amely 15 házat és két 16 és 17 égéskamrát tartalmaz (2. ábra). A 16 égéstérbe 18 vízmelegítő van felszerelve, tekercs, 19 égő és biztonsági szelep 20. A 17 égéstérbe egy 21 vízmelegítő, amely tartály formájában készül, és egy 22 égőberendezés. nagynyomású gőz előállításához.

A 3. ábrán látható generátor abban különbözik a 2. ábra szerinti generátortól, hogy tartalmaz egy 23 csatornát, amely összeköti a 16 és 17 égési kamrákat; míg a generátor csak egy égőberendezést tartalmaz 19.

Minden égőberendezés (19 és 22) három változatban kapható.

Az első kiviteli alakban (4. ábra) az égő egy Laval 24 fúvóka (fő fúvóka), amely víz üzemanyaggal működik. Ugyanakkor a 24 fúvóka bemenetén (a bemeneti végén) 25 fúvóka van felszerelve víz vagy vízgőz ellátására, és 26 elektródák (katód, anód) vannak felszerelve, amelyek áramforráshoz való csatlakoztatásra szolgálnak magasfeszültség(az aktuális forrás nem látható).

A második kiviteli alakban (5. ábra) az égőberendezés a fent említett 24 fő fúvókát és legalább egy további 27 Laval fúvókát tartalmaz, amelyek a 24 fő fúvókával Laval fúvókák lineáris láncát képezik. Ebben az áramkörben a 24 fő fúvóka az első és az előző fúvóka kimenete (in ez az eset 24 fúvóka) csatlakozik egy következő fúvóka (ebben az esetben a 27 fúvóka) bemenetéhez, így a következő fúvóka geometriai méretei meghaladják az előző fúvóka geometriai méreteit. Ebben az esetben a 27 kiegészítő fúvóka tartalmaz egy 28 fúvókát, amely további vizet vagy gőzt juttat hozzá.

A harmadik kiviteli alakban (6. ábra) az égőberendezés tartalmaz egy 24 fő fúvókát és egy 29 leválasztót, amelyek e fúvóka kimenetét két kimeneti csatornára osztják, és legalább két további Laval fúvókát (27 (1) és 27 (2), A 24 fő fúvókával a Laval fúvókák elágazó lánca van, amelyben a 24 fő fúvóka az első, és amelyben az előző fúvóka (ebben az esetben a 24 fúvóka) kimeneti csatornái két későbbi fúvóka bemenetéhez vannak csatlakoztatva (ebben az esetben a fúvókák 27. (1) és 27 (2)). Ebben az esetben a további 27 (1) és 27 (2) fúvókák tartalmazzák a megfelelő 28 (1) és 28 (2) fúvókákat a további fúvókákhoz való víz vagy gőzellátáshoz.

A motor munkája a következő.

BAN BEN kezdő pozíció a 3 forgórészen (amint az az ábrán látható), ellentétes irányú lapátjait a megfelelő 6 gőzellátó elemek és a megfelelő 8 gőzleválasztó elemek között kell elhelyezni, hogy a 6 elemek a megfelelő 5 szomszédos lapátok és a gőz között legyenek A 8 eltávolító elemek nem lehetnek közöttük ugyanazokkal a szomszédos pengékkel. Ebben az esetben a szomszédos 5 lapátok közötti tér egy munkakamrát képez (nevezzük az elsőnek), a többi szomszédos 5 lapát közötti tér pedig egy másik munkakamrát. Ha a pengék kezdeti elhelyezkedésének a motor indításakor meghatározott feltétele nem teljesül, akkor az (nem ábrázolt) önindító biztosítja a 3 forgórész kényszerforgatását, hogy biztosítsa a lapátok említett helyzetét. A 3 forgórésznek ebben a helyzetében a 6 elemek segítségével gőzt vezetnek sugárirányban az 1 ház belső üregébe a ház mindkét oldaláról két munkaterületre.

Az első és a második munkakamrában nagy nyomás alatt gőz keletkezik különböző nyomás az egyes munkakamrák szomszédos pengéire a 2 felület keresztmetszetében elliptikus alakja miatt, és emiatt a szomszédos lapátok eltérő kiemelkedése miatt. A keletkező nyomáskülönbségek hatására a forgórész az óramutató járásával megegyező irányban forog. Amikor a 3 forgórész 90 ° -os szögben forog, minden munkakamra forgóirányú első lapátja elhalad a megfelelő 8 gőzkiáramló elem helyén, aminek következtében az egyes munkakamrákból származó gőz szabadon távozik a 8 kimeneti elemeken keresztül és belép a 9 kondenzátorba. Ezután a ciklust megismételjük. Ebben az esetben gőz kondenzálódik a kondenzátorban, és az így képződött víz belép a 10 víztartályba, amelyben felhalmozódik. A 10 tartályból a víz belép a nagynyomású 11 gőzfejlesztőbe, amelyből az ott képződött gőz a 12 vevőbe kerül, ahol nagy nyomás alatt felhalmozódik. A vevőegységből a gőz belép a 14 vezérlő által vezérelt 13 gőzelosztóba, amelynek kimenetei a megfelelő 6 tápelemekhez és a Laval 7 fúvókákhoz vannak csatlakoztatva. A motor kívánt üzemmódjától függően a 14 vezérlő vagy csak gőzt szállít a tápelemekhez 6 (biztosítva a szükséges motorteljesítményt alacsony fordulatszámnál), vagy csak a Laval 7 fúvókában (biztosítva a szükséges motorteljesítményt magas fordulatszám a turbinahatás miatt), vagy egyidejűleg a 7 Laval fúvóka betápláló elemeibe a motor teljesítményének további növelése érdekében.

A gőzfejlesztő munkája a következő.

A víz (kondenzátum) folyamatosan belép a 21 vízmelegítőbe (tartályba), ahol azt a 22 égőberendezés melegíti. Továbbá a víz a gőzfejlesztő belső csővezetékén keresztül a 18 tekercsbe áramlik, ahol az égőberendezés felmelegíti. 19. ábra, ezáltal gőzzé alakul (2. ábra). A gőzgenerátor 3. ábrán látható kiviteli alakjában a víz a 21 tartályban és a 18 tekercsben egy 19 égő segítségével történik.

Minden égőberendezést (19 és 22) Laval fúvókának terveztek. Ebben az esetben a 24 fúvókához 25 fúvóka segítségével vizet vagy gőzt vezetnek (4. ábra). A 26 elektródák nagyfeszültségű áramforráshoz vannak csatlakoztatva (nem látható). A 24 fúvókában folyó áramlás eredményeként a víz hidrogénre és oxigénre bomlik, majd a hidrogén ezt követően eléget, plazma képződik, amelynek hőmérséklete eléri a 6000 ° C -ot. A 24 fúvókában képződött plazma belép a megfelelő 16 és 17 égési kamrába, ahol a 21 vízmelegítő (tartály) és a 18 vízmelegítő (tekercs) is felmelegszik ezzel a plazmával. Ennek eredményeként vízgőz képződik a kimeneten tekercsből 18. A 20 szelep csökkenti az égéstér túlzott nyomását.

A teljesítmény növelése érdekében az égőberendezés (19., 22. pozíció a 2. és 3. ábrán) Laval fúvókák lineáris (5. ábra) vagy elágazó (6. ábra) lánca formájában készülhet.

Az égőberendezés működése az 5. és 6. ábrán látható változatokban a következő.

A 24 Laval fúvókában keletkező plazma belép a fúvóka -lánc következő 27 fúvókájába (5. ábra), vagy a 29 leválasztó (6. ábra) által két áramlásra osztva egyidejűleg a következő két 27 (1) fúvókába. 27. (2) bekezdése.

Ez a következő fúvóka (vagy két fúvóka) a 28 fúvóka (vagy 28 (1) és 28 (2) fúvókák) segítségével további vizet (vagy vízgőzt) kap, amely a fúvóka plazma hatására hidrogénre és oxigénre bomlik 24; ebben az esetben az újonnan képződött hidrogén is kiég. Ennek eredményeképpen a második fúvókában további plazma képződik, ami növeli a generált plazma teljes térfogatát. Így az égőberendezés kis méretével lehetővé teszi jelentős hőteljesítmény előállítását víz alapján.

KÖVETELÉS

1. Egy forgólapátos gőzgép, amely egy álló üreges testet tartalmaz, amelynek belső munkafelülete hengeres, egy rotor, amely a testbe van beépítve, és amelyben radiális rések készülnek, egyenletesen elhelyezve a rotor kerülete körül, a lapátok felszerelve ezekben a résekben, amelyek képesek mozogni ezekben a hornyokban, és a munkaélükkel a ház belső munkafelülete mentén elcsúsznak a forgórész forgása közben, gőzforrás, a ház falában elhelyezkedő és a gőzforráshoz csatlakoztatott gőzellátó elemek és a házban elhelyezkedő gőzkiáramló elemek, azzal jellemezve, hogy legalább egy Laval fúvókát tartalmaz, amely a gőzforráshoz van csatlakoztatva, és a ház falába ferdén a forgórész sugarához van szerelve, turbinahatás létrehozásának lehetőségével, és a gőzforrás sorba kapcsolt kondenzátor, víztartály, nagynyomású gőzgenerátor, vevő és vezérlőszelep, stb. és ebben az esetben a gőzellátó és a Laval fúvókaelemek a vezérlőszelep kimeneteihez, a kimeneti elemek pedig a kondenzátor bemeneteihez vannak csatlakoztatva.

2. Az 1. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy a nagynyomású gőzfejlesztőnek legalább egy égéstérrel, legalább egy égőkamrában elhelyezett vízmelegítővel és legalább egy égővel felszerelt háza van. lehetőség a víz melegítésére vízmelegítőben, míg az égőberendezés egy Laval fúvóka, amely víz üzemanyaggal működik.

3. A 2. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy az égőberendezés beömlőnyílásához fúvóka van felszerelve, hogy vizet vagy gőzt biztosítson hozzá, és elektródák a víz elkülönítésére szolgáló elektromos ív létrehozására.

4. A 2. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy az égőberendezés legalább egy további Laval fúvókát tartalmaz, amely a fő fúvókával lineáris Laval fúvókákból álló láncot képez, amelyben a fő fúvóka az első és amelyben a Az előző láncfúvóka kimenete egy másik láncfúvóka bemenetéhez van csatlakoztatva, így a következő láncfúvóka geometriai méretei meghaladják az előző láncfúvóka geometriai méreteit.

5. A 4. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy az áramkör fő fúvókájának bemenetén fúvóka van felszerelve, hogy vizet vagy gőzt biztosítson hozzá, és elektródák a víz leválasztására tervezett elektromos ív létrehozására, és az áramkör minden további fúvókája tartalmaz fúvókát további víz vagy gőz ellátására.

6. A 2. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy az égőberendezés legalább két további Laval fúvókát tartalmaz, amelyek a fő fúvókával Laval fúvókák elágazó láncát képezik, amelyben a fő fúvóka az első és amelyben a A lánc előző fúvókája csatlakozik a lánc két következő fúvókájának bemeneteihez.

7. A 6. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy az áramkör fő fúvókájának bemenetén fúvóka van felszerelve, hogy vizet vagy gőzt biztosítson hozzá, és elektródák a víz leválasztására tervezett elektromos ív létrehozására, és az áramkör minden további fúvókája tartalmaz fúvókát további víz vagy gőz ellátására.

1933. április 12-én William Besler gőzhajtású repülőgéppel felszállt a kaliforniai Oakland városi repülőtérről.
Az újságok ezt írták:

„A felszállás minden szempontból normális volt, kivéve a zaj hiányát. Valójában, amikor a repülőgép már levált a talajról, a megfigyelők számára úgy tűnt, hogy még nem vette fel a kellő sebességet. A teljes erő a zaj nem volt észrevehetőbb, mint amikor a repülő siklott. Csak a levegő sípját lehetett hallani. Teljes gőzzel történő üzemeltetéskor a légcsavar csak egy kis zajt adott ki. A légcsavar zaján keresztül meg lehetett különböztetni a láng hangját ...

Amikor a gép leszállt, és átlépte a mező határát, a légcsavar megállt, és lassan elindult befelé hátoldal fordított fordítással, majd a fojtószelep kis kinyitásával. Még a légcsavar nagyon lassú fordított forgása mellett is érezhetően meredekebb lett a redukció. Közvetlenül a talaj megérintése után a pilóta tele adott fordított, amely a fékekkel együtt gyorsan leállította az autót. Rövid futásteljesítmény ez különösen észrevehető volt ebben az esetben, mivel a teszt során nyugodt volt az idő, és általában a futásteljesítmény több száz lábat ért el. "

A 20. század elején szinte évente rögzítették a repülőgépek által elért magasság rekordjait:

A sztratoszféra jelentős előnyökkel kecsegtetett a repülés szempontjából: alacsonyabb légellenállás, a szél állandósága, a felhőtakaró hiánya, lopakodás és a légvédelem elérhetetlensége. De hogyan lehet felszállni például 20 kilométeres magasságra?

A [benzin] motor teljesítménye gyorsabban csökken, mint a levegősűrűség.

7000 m magasságban a motor teljesítménye közel háromszorosára csökken. A repülőgépek magaslati tulajdonságainak javítása érdekében az imperialista háború végén kísérleteket tettek a feltöltés alkalmazására, az 1924-1929 közötti időszakban. a fúvókat még inkább bevezetik a gyártásba. Mindazonáltal egyre nehezebb fenntartani a belső égésű motor teljesítményét 10 km feletti magasságban.

A "magasságkorlát" megemelésére törekedve minden ország tervezői egyre gyakrabban fordulnak a gőzgép felé, amelynek számos előnye van magas magasságú motorként. Néhány ország, például Németország, ezen az úton és stratégiai megfontolásokon haladt, nevezetesen, hogy egy nagyobb háború esetén szükség van az import olajtól való függetlenség elérésére.

Per utóbbi évek számos kísérletet tettek gőzgép felszerelésére repülőgépre. A légiközlekedési ágazat gyors növekedése a válság előestéjén és termékei monopóliumi árai lehetővé tették, hogy ne rohanjanak kísérleti munka és felhalmozott találmányok végrehajtásával. Ezek a kísérletek, amelyek az 1929-1933-as gazdasági válság idején különleges méreteket öltöttek. és az azt követő depresszió - nem véletlen jelenség a kapitalizmus számára. A sajtóban gyakran vetődtek szemrehányások, különösen Amerikában és Franciaországban. nagy aggodalmak hogy megállapodásaik vannak az új találmányok megvalósításának mesterséges késleltetéséről.

Két irányzat alakult ki. Az egyiket Amerikában Besler képviseli, aki hagyományos dugattyús motort telepített egy repülőgépre, a másik egy turbina használatának köszönhető repülőgép hajtóműveés főleg német tervezők munkájához kapcsolódik.

A Besler testvérek Doble dugattyús gőzgépét vették alapul egy autóhoz, és egy Travel-Air biplane-re szerelték [bemutató repülésük leírása a bejegyzés elején található].
Videó a járatról:

A gép irányváltó mechanizmussal van felszerelve, amellyel egyszerűen és gyorsan megváltoztathatja a géptengely forgásirányát, nemcsak repülés közben, hanem a repülőgép leszállása közben is. A motor a propelleren kívül egy ventilátort hajt át a tengelykapcsolón, levegőt kényszerítve az égőbe. Kezdetben egy kis elektromos motort használnak.

A gép 90 LE teljesítményt fejlesztett ki, de a kazán jól ismert kényszerítése körülményei között teljesítménye 135 LE-re növelhető. val vel.
A gőznyomás a kazánban 125 at. A gőz hőmérsékletét körülbelül 400-430 ° C-on tartottuk. A kazán működésének automatizálásának maximalizálása érdekében normalizátort vagy eszközt használtak, amelynek segítségével ismert nyomáson vizet fecskendeztek a túlhevítőbe, amint a gőz hőmérséklete meghaladta a 400 ° -ot. A kazánt tápszivattyúval és gőzhajtással, valamint hulladékgőzzel fűtött elsődleges és másodlagos vízmelegítőkkel látták el.

A gépre két kondenzátort szereltek. Az erősebbet az OX-5 motorradiátorból alakították át, és a törzs tetejére szerelték fel. Kevésbé erős kondenzátorból gőzös autó Doble és a törzs alatt található. A sajtók szerint a kondenzátorok kapacitása nem volt elegendő ahhoz, hogy gőzgépet teljes gázzal működtessenek anélkül, hogy a légkörbe engednék ", és megközelítőleg a cirkáló teljesítmény 90% -ának felelt meg". A kísérletek azt mutatták, hogy 152 liter üzemanyag -fogyasztással 38 liter vízre volt szükség.

A repülőgép gőzüzemének össztömege literenként 4,5 kg volt. val vel. A repülőgépen működő OX-5 motorhoz képest ez 136 kg (300 font) plusz súlyt adott. Kétségtelen, hogy a teljes berendezés súlya jelentősen csökkenthető a motor alkatrészeinek és kondenzátorainak megvilágításával.
Az üzemanyag gázolaj volt. A sajtó azt állította, hogy „a gyújtás bekapcsolása és az indítás között teljes sebesség nem telt el több mint 5 perc. "

A légi közlekedésre szolgáló gőzerőmű fejlesztésének másik iránya a gőzturbina motorként való használatához kapcsolódik.
1932-1934 között. a Klinganberg -i villamosüzemben Németországban tervezett repülőgép eredeti gőzturbinájáról szóló információk behatoltak a külföldi sajtóba. Szerzőjét az üzem főmérnökének, Huetnernek nevezték.
A gőzfejlesztőt és a turbinát a kondenzátorral együtt egy forgó egységgé egyesítették, amelynek közös háza volt. Hütner megjegyzi: „A motor egy erőművet képvisel, jellegzetes jellemző tulajdonság amely abban áll, hogy egy forgó gőzgenerátor egy szerkezeti és működési egészet alkot egy turbinával és egy ellentétes irányban forgó kondenzátorral ”.
A turbina fő része egy forgó kazán, amelyet V alakú csövek sorozatából alakítottak ki, és ezeknek a csöveknek az egyik könyökét egy tápvíz-fejhez, a másikat egy gőzgyűjtőhöz kötötték. A kazán az 1. ábrán látható. 143.

A csövek sugárirányban helyezkednek el a tengely körül, és 3000-5000 fordulat / perc sebességgel forognak. A csövekbe belépő víz az akció alatt rohan centrifugális erő a V alakú csövek bal ágaiba, amelyek jobb térde gőzfejlesztőként működik. A csövek bal könyökén bordák vannak, amelyeket a fúvókák lángja melegít. A víz ezen bordák mellett elhaladva gőzzé alakul, és a kazán forgásából származó centrifugális erők hatására a gőznyomás nő. A nyomás automatikusan szabályozott. A sűrűségkülönbség a csövek mindkét ágában (gőz és víz) változó szintkülönbséget eredményez, ami a centrifugális erő és ezáltal a forgási sebesség függvénye. Az ilyen egység diagramja az ábrán látható. 144.

A kazán kialakításának egyik jellemzője a csövek elrendezése, amelyben forgás közben vákuum keletkezik az égéstérben, és így a kazán szívóventilátorként működik. Így Hütner szerint "a kazán forgása egyszerre határozza meg a tápellátását, a forró gázok mozgását és a hűtővíz mozgását".

A turbina beindítása mindössze 30 másodpercet vesz igénybe. Hütner remélte, hogy 88% -os kazánhatékonyságot és 80% -os turbinahatékonyságot ér el. A turbina és a kazán indításához motorok szükségesek.

1934 -ben egy üzenet villogott a sajtóban egy németországi nagy repülőgép projektjének kifejlesztéséről, amely forgó kazánnal felszerelt turbinával volt felszerelve. Két évvel később a francia sajtó azt állította, hogy a német katonai minisztérium különleges repülőgépet épített nagy titoktartási körülmények között. A Hüthner rendszer gőzerőművét tervezték, 2500 literes kapacitással. val vel. A repülőgép hossza 22 m, szárnyfesztávolsága 32 m, repülési súlya (hozzávetőleges) 14 t, a repülőgép abszolút mennyezete 14 000 m, a repülési sebesség 10 000 m magasságban 420 km / h, a feljutás 10 km magasságba 30 perc.
Teljesen lehetséges, hogy ezek a sajtóhírek erősen eltúlzottak, de kétségtelen, hogy a német tervezők dolgoznak ezen a problémán, és a közelgő háború itt váratlan meglepetéseket hozhat.

Mi az előnye a turbinának a belső égésű motorral szemben?
1. A nagy forgási sebességű, hátrameneti mozgás hiánya lehetővé teszi, hogy a turbina meglehetősen kompakt és kisebb legyen, mint a modern nagy teljesítményű repülőgép -hajtóművek.
2. Fontos előny fontos a gőzgép működésének viszonylagos csendessége is, ami fontos mind katonai, mind pedig a repülőgép könnyítésének lehetősége szempontjából az utasszállító repülőgépek hangszigetelő berendezései miatt.
3. A gőzturbina, ellentétben a belső égésű motorokkal, amelyek szinte túlterhelésmentesek, rövid ideig akár 100% -ig is túlterhelhető állandó sebességgel. A turbina ezen előnye lehetővé teszi a repülőgép felszállási menetének lerövidítését és a levegőbe való feljutását.
4. A felépítés egyszerűsége és a nagy számú mozgó és működő alkatrész hiánya szintén fontos előnye a turbinának, ami megbízhatóbbá és tartósabbá teszi a belső égésű motorokhoz képest.
5. Szintén elengedhetetlen a mágnes hiánya a gőzállomáson, amelynek működését rádióhullámok befolyásolhatják.
6. A nehéz tüzelőanyag (olaj, fűtőolaj) használatának képessége a gazdasági előnyök mellett nagyobb tűzbiztonságot biztosít a gőzgépnek. Ezenkívül lehetőség van a repülőgép fűtésére.
7. A gőzgép fő előnye, hogy megőrzi névleges teljesítményét, miközben magasságba emelkedik.

A gőzgépekkel szembeni egyik kifogás elsősorban az aerodinamikából származik, és a kondenzátor méretétől és hűtési képességétől függ. Valójában a gőzkondenzátor felülete 5-6-szor nagyobb, mint a belső égésű motor vízhűtőjének.
Ezért, hogy csökkentsék az ilyen kondenzátor ellenállását, a tervezők a kondenzátort közvetlenül a szárnyak felületére helyezték el folyamatos csősor formájában, pontosan követve a kondenzátor kontúrját és profilját szárny. Amellett, hogy jelentős merevséget biztosít, ez csökkenti a repülőgép jegesedésének kockázatát is.

Van persze több is egész sor egyéb műszaki nehézségek a turbina repülőgépen történő üzemeltetésében.
- A fúvóka viselkedése nagy magasságban ismeretlen.
- A turbina gyors terhelésének megváltoztatásához, amely a repülőgépmotor működésének egyik feltétele, szükség van vízellátásra vagy gőzgyűjtőre.
- A jó fejlődése automata készülék a turbina szabályozására.
- A gyorsan forgó turbina repülőgépre gyakorolt ​​giroszkópos hatása szintén nem világos.

Ennek ellenére az elért sikerek okot adnak arra, hogy reméljük, hogy hamar A gőzhajtórendszer megtalálja a helyét a modern légi flottában, különösen a kereskedelmi szállító repülőgépeken és a nagy léghajókon. A legnehezebb rész ezen a területen már megtörtént, és a gyakorló mérnökök képesek lesznek a végső siker elérésére.

A kevés gőz egyike forgó motorok, amelyeket Oroszországban fejlesztettek ki és amelyeket a technológia és a szállítás különböző területein aktívan kihasználtak, gőzforgató motor (forgógép) volt N.N. gépészmérnök. Tverszkoj. A motort tartóssága, hatékonysága és nagy nyomatéka különböztette meg. De az adventtel gőzturbinák elfelejtették. Az alábbiakban az oldal szerzője által felhozott archív anyagok találhatók. Az anyagok meglehetősen kiterjedtek, így egyelőre csak egy részét mutatjuk be itt.

fotó, videó, sok levél:

N. Tverszkoj forgó gőzgép működési rendje:

Teszt görgetés sűrített levegő(3,5 atm) forgó gőzgép.
A modellt 10 kW teljesítményre tervezték 1500 fordulat / perc mellett 28-30 atm gőznyomáson.

A 19. század végén "N. Tverszkoj forgómozdonyait" elfelejtették, mert a dugattyús gőzgépek egyszerűbbnek és technológiailag fejlettebbnek bizonyultak a gyártásban (az akkori iparágak számára), és a gőzturbinák nagyobb erőt adtak.
De a turbinákra vonatkozó megjegyzés csak nagy tömegükben és méreteikben érvényes. Valóban, a több mint 1,5-2 ezer kW teljesítményű többhengeres gőzturbinák minden tekintetben felülmúlják a forgó gőzgépeket, még akkor is, ha a turbinák drágák. És a 20. század elején, amikor a hajók erőművekés erőegységek az erőművek kapacitása sok tízezer kilowatt volt, akkor csak a turbinák tudtak ilyen lehetőségeket biztosítani.

DE - a turbináknak van egy másik hátrányuk. Tömeges paramétereik lefelé történő skálázásakor a gőzturbinák teljesítményjellemzői jelentősen romlanak. A fajlagos teljesítmény jelentősen csökken, a hatékonyság csökken, miközben a főtengely magas gyártási költsége és nagy sebessége (sebességváltó szükségessége) megmarad. Éppen ezért - az 1000 kW (1 MW) alatti kapacitások területén szinte lehetetlen minden paraméterben hatékony gőzturbinát találni, még sok pénzért is ...

Éppen ezért egész csomó egzotikus és kevéssé ismert dizájn jelent meg ebben a teljesítménytartományban. De leggyakrabban drágák és nem hatékonyak ... Csavaros turbina, Tesla turbina, tengelyirányú turbinák stb.
De valamiért mindenki megfeledkezett a gőz "rotoros gépekről". És közben - ezek a gépek sokszor olcsóbbak, mint bármely penge- és csavarmechanizmus (ezt a dolog ismeretében mondom, olyan emberként, aki már több mint egy tucat ilyen gépet készített saját pénzéből). Ugyanakkor N. Tverskoy gőz "forgómozdonyai" erőteljes nyomatékkal rendelkeznek a legalacsonyabb fordulatszámon, alacsony főtengely -fordulatszámuk teljes fordulatszámon 800 és 1500 ford / perc között. Azok. az ilyen gépek, akár elektromos generátorhoz, akár gőzgéphez (traktor, traktor), nem igényelnek sebességváltót, tengelykapcsolót stb., hanem tengelyük közvetlenül egy dinamóhoz, autó kerekekhez stb.
Tehát forgó gőzgép formájában - az "N. Tverskoy forgógép" rendszere - van egy univerzális gőzgépünk, amely tökéletesen előállítja az áramot egy távoli erdészeti vagy tajgai faluban, egy szántóföldi malomban lévő szilárd tüzelőanyag -kazánból. vagy villamos energiát termelnek egy vidéki település kazánházában, vagy "forognak" a folyamathő (forró levegő) pazarlásán egy tégla- vagy cementgyárban, öntödében stb. stb. Minden ilyen hőforrás teljesítménye csak 1 -nél kisebb MW, ezért a hagyományos turbináknak itt kevés haszna van. És más gépek hővisszanyerésre a kapott gőz nyomásának üzembe helyezésével - az általános műszaki gyakorlat még nem tudja. Tehát ezt a hőt semmilyen módon nem hasznosítják - egyszerűen bután és visszavonhatatlanul elveszik.
Már létrehoztam egy "gőzrotoros gépet" egy 10 kW -os elektromos generátor meghajtására, ha minden a tervek szerint alakul, hamarosan 25 és 40 kW -os gép is lesz. Csak arra van szüksége, hogy olcsó áramot biztosítson egy szilárd tüzelésű kazánból vagy feldolgozza a hőhulladékot egy vidéki birtokra, egy kis gazdaságba, egy táborba, stb., Stb.
A forgó motorok elvileg jól méretezhetők felfelé, ezért sok forgórészszakaszt egy tengelyre szerelve könnyen megsokszorozható az ilyen gépek teljesítménye, egyszerűen a standard rotor modulok számának növelésével, azaz teljesen lehetséges 80-160-240-320 és több kW teljesítményű forgó gőzgépek létrehozása ...

A 19. század végén "N. Tverszkoj forgómozdonyait" elfelejtették, mert a dugattyús gőzgépek egyszerűbbnek és technológiailag fejlettebbnek bizonyultak a gyártásban (az akkori iparágak számára), és a gőzturbinák nagyobb erőt adtak.
De a turbinákra vonatkozó megjegyzés csak nagy tömegükben és méreteikben igaz. Valójában a több mint 1,5-2 ezer kW teljesítményű többhengeres gőzturbinák minden tekintetben felülmúlják a forgó gőzgépeket, még akkor is, ha a turbinák drágák. És a 20. század elején, amikor a hajóerőművek és az erőművi erőművek kapacitása sok tízezer kilowatt volt, akkor csak a turbinák nyújthattak ilyen lehetőségeket.

DE - a turbináknak van még egy hátrányuk. Tömeges paramétereik lefelé történő skálázásakor a gőzturbinák teljesítményjellemzői jelentősen romlanak. A fajlagos teljesítmény jelentősen csökken, a hatékonyság csökken, miközben a főtengely magas gyártási költsége és nagy sebessége (sebességváltó szükségessége) megmarad. Éppen ezért - az 1000 kW (1 MW) alatti kapacitások területén szinte lehetetlen minden paraméterben hatékony gőzturbinát találni, még sok pénzért is ...

Éppen ezért egész csomó egzotikus és kevéssé ismert dizájn jelent meg ebben a teljesítménytartományban. De leggyakrabban drágák és hatástalanok is ... Csavaros turbinák, Tesla turbinák, tengelyirányú turbinák stb.
De valamiért mindenki megfeledkezett a gőz "rotoros gépekről". És közben - ezek a gépek sokszor olcsóbbak, mint bármely penge- és csavarmechanizmus (ezt a dolog ismeretében mondom, olyan emberként, aki már több mint egy tucat ilyen gépet készített saját pénzéből). Ugyanakkor N. Tverskoy gőz "forgómozdonyai" erőteljes nyomatékkal rendelkeznek a legalacsonyabb fordulatszámon, alacsony a főtengely fordulatszáma teljes fordulatszámon 800 és 1500 ford / perc között. Azok. az ilyen gépek, akár elektromos generátorhoz, akár gőzgéphez (traktor, traktor), nem igényelnek sebességváltót, tengelykapcsolót stb., hanem tengelyük közvetlenül egy dinamóhoz, autó kerekekhez stb.
Tehát forgó gőzgép formájában - az "N. Tverskoy forgógép" rendszere - van egy univerzális gőzgépünk, amely tökéletesen előállítja az áramot egy távoli erdészeti vagy tajgai faluban, egy szántóföldi malomban lévő szilárd tüzelőanyag -kazánból. vagy villamos energiát termelnek egy vidéki település kazánházában, vagy "forognak" a folyamathő (forró levegő) pazarlásán egy tégla- vagy cementgyárban, öntödében, stb., stb. Minden ilyen hőforrás teljesítménye kevesebb, mint 1 MW, ezért a hagyományos turbináknak itt kevés haszna van. És más gépek hővisszanyerésre a kapott gőz nyomásának üzembe helyezésével - az általános műszaki gyakorlat még nem tudja. Tehát ezt a hőt semmilyen módon nem hasznosítják - egyszerűen bután és visszavonhatatlanul elveszik.
Már létrehoztam egy "gőzrotoros gépet" egy 10 kW -os elektromos generátor meghajtására, ha minden a tervek szerint alakul, hamarosan 25 és 40 kW -os gép is lesz. Csak arra van szüksége, hogy olcsó áramot biztosítson egy szilárd tüzelésű kazánból vagy feldolgozza a hőhulladékot egy vidéki birtokra, egy kis gazdaságba, egy táborba, stb., Stb.
A forgó motorok elvileg jól méretezhetők felfelé, ezért sok forgórészszakaszt egy tengelyre szerelve könnyen meg lehet szaporítani az ilyen gépek teljesítményét, ha egyszerűen növeljük a szabványos rotor modulok számát, azaz teljesen lehetséges 80-160-240-320 és több kW teljesítményű forgó gőzgépek létrehozása ...

A fő előny gőzgépek hogy szinte bármilyen hőforrást felhasználhatnak átalakításra mechanikus munka... Ez megkülönbözteti őket a belső égésű motoroktól, amelyek mindegyik típusa meghatározott típusú üzemanyagot igényel. Ez az előny leginkább a nukleáris energia felhasználásakor figyelhető meg, mivel az atomreaktor nem képes mechanikus energiát előállítani, hanem csak hőt termel, amelyet gőzgépek (általában gőzturbinák) hajtására szolgáló gőz előállítására használnak fel. Ezenkívül vannak más hőforrások, amelyek nem használhatók belső égésű motorokban, például a napenergia. Érdekes irány a Világ -óceán hőmérsékletkülönbségének energiájának felhasználása különböző mélységekben

Más típusú motorok is hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek. külső égés, mint például Stirling motorja, amelyek nagyon magas hatékonyságot nyújthatnak, de súlyuk és méretük lényegesen nagyobbak, mint a modern gőzgépek.

A gőzmozdonyok nagy magasságban jól teljesítenek, mivel hatékonyságuk nem csökken az alacsony légköri nyomás miatt. A gőzmozdonyokat még mindig használják Latin -Amerika hegyvidéki régióiban, annak ellenére, hogy a sík területen régóta több modern típusok mozdonyok.

Svájcban (Brienz Rothhorn) és Ausztriában (Schafberg Bahn) az új száraz gőzmozdonyok bizonyították értéküket. Ezt a gőzmozdony -típust az 1930 -as évek svájci mozdony- és gépművei (SLM) modelljeiből fejlesztették ki, számos modern fejlesztéssel, mint pl. görgős csapágyak, korszerű hőszigetelés, könnyűolaj -frakciók égése, mint üzemanyag, továbbfejlesztett gőzvezetékek, stb. Ennek eredményeként az ilyen mozdonyok 60% -kal alacsonyabb üzemanyag -fogyasztással és lényegesen alacsonyabb karbantartási igényekkel rendelkeznek. Az ilyen mozdonyok gazdasági tulajdonságai összehasonlíthatók a modern dízel- és elektromos mozdonyokkal.

Ezenkívül a gőzmozdonyok lényegesen könnyebbek, mint a dízel és az elektromos motorok, ami különösen fontos a hegyi vasutak számára. A gőzgépek sajátossága, hogy nincs szükségük sebességváltóra, amely közvetlenül a kerekekre továbbítja az erőt. Ugyanakkor a gőzmozdony gőzgépe akkor is fejleszti a vonóerőt, ha a kerekek megállnak (a falnak ütköznek), ami különbözik a szállításban használt összes többi motortípustól.

Hatékonyság

Egy gőzgép, amely gőzt bocsát ki a légkörbe, gyakorlati hatékonysága (beleértve a kazánt is) 1-8% lesz, de a kibővített áramlási pályával rendelkező kondenzátor motor akár 25% -kal vagy annál tovább javíthatja a hatékonyságot. Hőerőmű val vel túlhevítőés a regeneratív vízmelegítés elérheti a 30 - 42%-os hatásfokot. Kombinált ciklusú növények kombinált ciklus, amelyben először az üzemanyagból származó energiát használják fel a vezetéshez gázturbina, majd gőzturbina esetén elérheti az 50-60%-os hatékonyságot. A CHP -üzemekben a hatékonyságot növeli, ha részben elhasznált gőzt használnak fűtésre és ipari igényekre. Ebben az esetben az üzemanyag -energia akár 90% -a is felhasználásra kerül, és csak 10% -a haszontalanul oszlik el a légkörben.

Az ilyen hatékonyságbeli különbségek a jellemzőknek köszönhetők termodinamikai ciklus gőzgépek. Például a legnagyobb fűtési terhelés esik téli időszak ezért télen a CHP erőmű hatékonysága nő.

A hatékonyság csökkenésének egyik oka az, hogy a kondenzátorban a gőz átlagos hőmérséklete valamivel magasabb, mint a hőmérséklet környezet(az úgynevezett. hőmérsékletű fej). Az átlagos hőmérsékletkülönbség csökkenthető többáteresztő kondenzátorok használatával. A hatékonyságot növelik az ökonomizátorok, a regeneratív légmelegítők és a gőzciklus optimalizálásának egyéb eszközei is.

A gőzgépekben nagyon fontos tulajdonság, hogy az izotermikus tágulás és összehúzódás állandó nyomáson következik be. Ezért a hőcserélő bármilyen méretű lehet, és a hőmérséklet különbség a munkafolyadék és a hűtő vagy fűtőelem között majdnem 1 fok. Ennek eredményeként a hőveszteség minimalizálható. Összehasonlításképpen: a melegítő vagy hűtőberendezés és a keverőfolyadék közötti hőmérséklet -különbségek elérhetik a 100 ° C -ot.

A dugattyús gőzgépek mellett a forgó gőzgépeket is aktívan használták a XIX. Oroszországban a 19. század második felében "forgógépeknek" nevezték őket (vagyis "kereket forgatnak" a "kolo" - "kerék" szóból). Többféle típusuk volt, de a legsikeresebb és leghatékonyabb NN Tverskoy szentpétervári gépészmérnök "forgógépe" volt. Gőzgép N. N. Tverskoy... A gép hengeres test volt, amelyben a rotor-járókerék forgott, és speciális elzáródobok zárták a tágulási kamrákat. "Kolovratnaya machine" NN Tverskoy nem rendelkezett egyetlen olyan részlettel sem, amely viszonozó mozgásokat végezne, és ideálisan kiegyensúlyozott volt. A Tverszkoj motor főleg szerzője lelkesedésére jött létre és működött, de sok példányban használták kis hajókon, gyárakban és dinamók meghajtására. Az egyik hajtóművet még a "Standart" császári jachtra is beszerelték, és tágulási gépként - amelyet sűrített ammóniagázzal ellátott henger hajtott - ez a motor elindította az egyik első kísérleti tengeralattjárót, a "víz alatti minhajót". század N. 80 -as éveiben a Finn -öböl vizein tesztelte N. N. Tverszkoj. Idővel azonban, amikor a gőzgépeket belső égésű motorok és elektromos motorok váltották fel, NN Tverszkoj "forgógépe" gyakorlatilag feledésbe merült. Ezek a "forgógépek" azonban a mai forgó belső égésű motorok prototípusainak tekinthetők.

NS

Az álló gőzgépek a felhasználás módjától függően két típusra oszthatók:

Változó igénybevételű gépek, beleértve a gépeket is fémhengerművek, gőzcsörlők és hasonló eszközök, amelyeknek gyakran meg kell állniuk és meg kell változtatniuk a forgásirányt.

• Erőgépek, amelyek ritkán állnak meg, és nem szabad megváltoztatniuk a forgásirányt. Ide tartoznak a bekapcsolt motorok erőművek, szintén ipari motorok gyárakban, gyárakban és kábelvasutak az elektromos vontatás széles körű alkalmazása előtt. A kis teljesítményű motorokat hajómodelleken és speciális eszközökön használják.

A gőzcsörlő lényegében álló motor de alapkeretre van szerelve a mozgáshoz. Kábel segítségével rögzíthető a horgonyhoz, és saját vontatásával új helyre mozgatható.

A legtöbb dugattyús gőzgépben a gőz a munkaciklus minden ütemében irányt vált, és belép a hengerbe, majd elhagyja azt ugyanazon az elosztón. Teljes ciklus a motor vesz egyet teljes fordulat forgattyú, és négy fázisból áll - szívás, tágulás (munkafázis), kipufogógáz és sűrítés. Ezeket a fázisokat a henger melletti "gőzládában" lévő szelepek vezérlik. A szelepek szabályozzák a gőz áramlását azáltal, hogy sorba kötik a munkahenger mindkét oldalán lévő elosztókat a bemenethez és kipufogócsonk gőzgép. A szelepeket bizonyos típusú szelepmechanizmus hajtja. A legegyszerűbb szelepmechanizmus rögzíti a munkafázisok időtartamát, és általában nem képes megváltoztatni a gép tengelyének forgásirányát. Többség szelepmechanizmusok tökéletesebbek, fordított mechanizmussal rendelkeznek, és lehetővé teszik a gép teljesítményének és nyomatékának beállítását a "gőzvágás" megváltoztatásával, vagyis a beszívás és a tágulás fázisainak arányának megváltoztatásával. Mivel általában ugyanaz a csúszó szelep szabályozza mind a be-, mind a kilépő gőz áramlását, ezeknek a fázisoknak a megváltoztatása szimmetrikusan befolyásolja a kipufogó és a kompressziós fázisok kapcsolatát is. És itt van egy probléma, mivel ezeknek a fázisoknak az aránya ideális esetben nem változhat: ha a kipufogó fázis túl rövid lesz, akkor a kipufogógőz nagy részének nem lesz ideje elhagyni a palackot, és jelentős ellennyomást hoz létre a tömörítési fázis. Az 1840-es és 1850-es években számos kísérlet történt e korlátozás kijátszására, főként olyan áramkörök létrehozásával, amelyekben a fő szabályozószelepen elhelyezett kiegészítő elzárószelep volt, de az ilyen mechanizmusok nem működtek kielégítően, ráadásul túl drágák és bonyolultak voltak. Azóta a szokásos kompromisszumos megoldás a tolószelepek csúszófelületeinek meghosszabbítása, hogy a szívónyílás hosszabb ideig legyen zárva, mint a kipufogónyílás. Később a sémákat külön bemenettel és kipufogószelepek amely gyakorlatilag nyújthat tökéletes ciklus munka, de ezeket a rendszereket ritkán alkalmazták a gyakorlatban, különösen a közlekedésben, összetettségük és felmerülő működési problémáik miatt

Többszörös kiterjesztés

Az összetett rendszer logikus fejlődése további bővítési szakaszok hozzáadása volt, ami növelte a munka hatékonyságát. Az eredmény egy többszörös bővítési séma volt, amelyet hármas vagy akár négyszeres bővítőgépként ismertek. Ezek a gőzgépek kettős működésű hengerek sorozatát használták, amelyek térfogata minden egyes lépéssel nőtt. Néha a hengerek térfogatának növelése helyett alacsony nyomás számuk növekedését használták, valamint egyes összetett gépeken.

A jobb oldali kép egy hármas tágulású gőzgép működését mutatja. Gőz áramlik az autóban balról jobbra. Az egyes hengerek szeleptömbje a megfelelő henger bal oldalán található.

Az ilyen típusú gőzgépek megjelenése különösen fontossá vált a flotta számára, mivel a hajójárművek méret- és súlykövetelményei nem voltak túl szigorúak, és ami a legfontosabb, egy ilyen rendszer megkönnyítette a kondenzátor használatát, amely formában visszaadja a hulladékgőzt. friss vizet a kazánba (sós tengeri vizet használjon a kazánok áramellátására). A földi gőzgépeknek általában nem volt gondja a vízellátással, ezért hulladékgőzt engedhettek a légkörbe. Ezért egy ilyen rendszer kevésbé volt releváns számukra, különösen összetettségére, méretére és súlyára tekintettel. A többszörös tágulási gőzgépek uralma csak a gőzturbinák megjelenésével és széles körű alkalmazásával ért véget. A modern gőzben azonban t

Közvetlen áramlású gőzgépek

A közvetlen áramlású gőzgépek a hagyományos gőzelosztású gőzgépek egyik hátrányának kiküszöbölése eredményeként jöttek létre. Az a tény, hogy a hagyományos gőzgépben lévő gőz folyamatosan megváltoztatja mozgási irányát, mivel a henger mindkét oldalán ugyanazt az ablakot használják a gőz be- és kimenetére. Amikor a kipufogó gőz elhagyja a hengert, lehűti a falakat és a gőzelosztó csatornákat. Ennek megfelelően a friss gőz az energia bizonyos részét fűtésre fordítja, ami a hatékonyság csökkenéséhez vezet. A közvetlen áramlású gőzgépeknek van egy kiegészítő ablaka, amelyet minden fázis végén egy dugattyú nyit ki, és amelyen keresztül a gőz elhagyja a hengert. Ez növeli a gép hatékonyságát, mivel a gőz egy irányba mozog, és a hengerfalak hőmérsékleti gradiense többé -kevésbé állandó marad. Egyenes gépek Az egyetlen tágulás körülbelül ugyanolyan hatékonyságot mutat, mint a hagyományos gőzelosztású keverőgépek. Ezenkívül többet is dolgozhatnak magas fordulatszám, és ezért a gőzturbinák megjelenése előtt gyakran használták olyan elektromos generátorok meghajtására, amelyek megkövetelik Magassebesség forgás.

A közvetlen áramlású gőzgépek egy- és kettős működésűek.