Modern világ sok feltalálót arra kényszerít, hogy visszatérjen ahhoz az ötlethez, hogy gőzüzemet használjanak a szállításra szánt járművekben. A gépek többféle opció használatára is képesek erőegységek, gőzzel dolgozik.

Dugattyús motor

A modern gőzgépek több csoportra oszthatók:

Szerkezetileg a telepítés a következőket tartalmazza:

• indítóeszköz;
• kéthengeres erőegység;
• gőzfejlesztő egy tekercssel ellátott speciális tartályban.

A folyamat a következőképpen zajlik. A gyújtás ráadása után a három motor akkumulátorából áramolni kezd. Az elsőtől kezdve egy fúvót helyeznek üzembe, amely levegőtömegeket pumpál a radiátoron keresztül, és légcsatornákon keresztül egy égővel ellátott keverőberendezésbe továbbítja.

Ezzel egyidejűleg a következő villanymotor működésbe hozza az üzemanyag-átvivő szivattyút, amely a tartályból a fűtőelem szerpentin szerkezetén keresztül kondenzátumtömegeket szállít a vízleválasztó testrészébe és az economizerben található fűtőtest a gőzfejlesztőbe.
Indítás előtt nincs mód a gőznek a hengerekhez jutni, mivel útját egy fojtószelep vagy orsó blokkolja, amit a billenő mechanika vezérel. A fogantyúkat a mozgáshoz szükséges irányba forgatva és a szelepet kissé kinyitva a szerelő működésbe hozza a gőzszerkezetet.
A kipufogógázok egyetlen kollektoron keresztül egy elosztószelephez áramlanak, ahol egy pár egyenlőtlen részre osztódnak. A kisebb rész bejut a keverőégő fúvókájába, elkeveredik a légtömeggel, és egy gyertya meggyújtja. A keletkező láng melegíteni kezdi a tartályt. Ezt követően az égéstermék a vízleválasztóba kerül, majd a nedvesség lecsapódik és egy speciális víztartályba áramlik. A maradék gáz kifolyik.

A gőzmű közvetlenül csatlakoztatható a gép sebességváltójának hajtóegységéhez, és amikor működésbe lép, a gép mozogni kezd. De a hatékonyság növelése érdekében a szakértők javasolják a tengelykapcsoló-mechanika használatát. Ez kényelmes a vontatási műveletekhez és a különféle ellenőrzési műveletekhez.

Az eszközt az jellemzi, hogy gyakorlatilag korlátozás nélkül képes dolgozni, túlterhelések lehetségesek, és a teljesítményjelzők széles skálája áll rendelkezésre. Hozzá kell tenni, hogy bármely megállás során gőzgép leáll, ami a motorról nem mondható el.

A kialakítás nem igényel sebességváltót, indítószerkezetet, légtisztító szűrőt, karburátort vagy turbófeltöltőt. Ezenkívül a gyújtásrendszer egyszerűsített, csak egy gyújtógyertya van.

Összegzésként hozzátehetjük, hogy az ilyen autók gyártása és üzemeltetése olcsóbb lesz, mint a motoros autóké belső égés, mivel az üzemanyag olcsó lesz, a gyártás során felhasznált anyagok lesznek a legolcsóbbak.

A találmány motorgyártásra vonatkozik, és felhasználható az energetikában, dízelmozdonygyártásban, hajógyártásban, légi közlekedésben, traktor- és autógyártásban. A motor tartalmaz egy rögzített üreges testet 1, egy forgórészt 3 négy radiális réssel 4, négy lapátot 5, gőzellátó elemeket 6, Laval fúvókákat 7, gőzelvezető elemeket 8, valamint egy sorba kapcsolt gőzkondenzátort 9, egy víztartályt. 10, egy gőzfejlesztő magas nyomású A 11. ábrán egy 12 gyűjtő és egy 13 gőzelosztó található, amelyeket egy 14 vezérlő vezérel. Az 1 ház 2 belső felülete hengeres. A 3. rotor egyenes körhenger formájában készül. Az 5 pengék a 4 hornyokba vannak beépítve, és ezekben a hornyokban mozoghatnak és a munkaéleiket végigcsúsztathatják. belső felület 2 ház 1. A 6 gőzellátó elemek a házba vannak beépítve, hogy a rajtuk átvezetett gőz ne hozzon létre turbina hatást. A 7 Laval fúvókák a házban a forgórész sugarához képest ferdén vannak beépítve úgy, hogy az egyes Laval fúvókák tengelye a forgórész hengeres felületének megfelelő érintő irányába van orientálva. A 9 kondenzátor bemenetei a 8 gőzeltávolító elemek kimeneteihez csatlakoznak. A 13 gőzelosztó kimenetei a 6 gőzellátó elemek bemeneteihez és a 7 Laval fúvókák bemeneteihez csatlakoznak. A találmány célja a motor teljesítményének növelése nagy sebességek rotor forgása. 6 fizetés f-ly, 6 ill.

Rajzok a 2491425 számú RF szabadalomhoz

A találmány tárgyát képező technológiai terület

A találmány a motorgyártás területére, nevezetesen forgólapátos motorokra vonatkozik, és felhasználható az energetikában, a dízelmozdonygyártásban, a hajógyártásban, a légi közlekedésben, valamint a traktor- és autóiparban.

A legkorszerűbb

Ismeretes egy forgólapátos belső égésű motor, amelynek háza van, amelynek belső munkafelülete egyenes körhenger, két végburkolattal, a házba excentrikusan elhelyezett rotorral és radiális hornyokkal rendelkezik, amelyekben a lapátok. úgy vannak felszerelve, hogy ezekben a hornyokban mozogjanak, és munkaéleikkel a ház belső munkafelülete mentén csúszhassanak a rotor forgása közben, valamint az üzemanyag-ellátó és gázcserélő rendszerek, miközben a rotor és a ház szilárd anyagból készül. rostos szén-szén kompozit vagy hőálló kerámia, a lapátok szén-grafit összetételű lemezcsomag formájúak, a rotortestben pedig a hornyok között égésterek hengeres ill. gömb alakú mélyedések (RU szabadalom No. 2011866 C1, M. osztály F02B 53/00, közzétéve: 1990.04.30).

Az ismert és igényelt megoldások közös jellemzői a hengeres test jelenléte, a házba forgatható radiális hornyokkal ellátott forgórész, valamint a forgórész sugárirányú hornyaiba beépített, bemozdulási képességgel rendelkező lapátok. ezeket a hornyokat és munkaéleiket a ház belső munkafelülete mentén elcsúsztatják a rotor forgása során, valamint a ház falában elhelyezett munkaközeg-ellátó elemek és gázcserélő elemek jelenléte.

Az ok, ami miatt az ismert műszaki megoldás nem éri el a kívánt műszaki eredményt, az az, hogy a ház belső munkafelülete egyenes körhenger formájában van kialakítva, és a rotor a belső szimmetriatengelyéhez képest excentrikusan kerül beépítésre. a ház munkafelülete, ami jelentős egyensúlyhiányt okoz a motor belső erőiben.

A legközelebbi analóg (prototípus) egy forgólapátos gőzmotor, amely egy rögzített üreges testet tartalmaz, amelynek belső munkafelülete hengeres, egy forgórészt radiális hornyokkal, amelyek a karosszéria belső munkafelületével koaxiálisan vannak a testbe szerelve, míg a rotornak a rotor kerülete mentén egyenletesen elhelyezkedő hornyok vannak, a forgórész sugárirányú hornyaiba beépített lapátok képesek ezekben a hornyokban mozogni, és a munkaéleket a ház belső munkafelülete mentén elcsúsztatni a forgás közben. rotor, valamint a ház falában elhelyezett gőzellátó elemek és gőzelvezető elemek (Találmányleírás a RU 2361089 C1 számú szabadalomhoz, M. osztály F01C 1/32, F02B 53/02, F02B 55/08, F02B 55 /16, 2009.10.07.)

Az ismert és igényelt megoldások közös jellemzője a forgórész házába beépített, hengeres belső munkafelületű ház megléte, amelyben sugárirányú hornyok vannak kialakítva, egyenletesen elhelyezve a rotor kerülete mentén, a hornyokba szerelt pengék, amelyek képesek ezekben a hornyokban mozogni, és munkaéleit a ház belső munkafelülete mentén elcsúsztatják a rotor forgása során, a gőzforrás, valamint a ház falában elhelyezett gőzellátó elemek, csatlakoztatva a gőzforráshoz, és a házban elhelyezett gőzelvezető elemekhez.

Az ok, ami miatt az ismert műszaki megoldás nem éri el a kívánt műszaki eredményt, az, hogy a gőzellátó elemek sugárirányban vannak beépítve, aminek következtében a rajtuk átvezetett gőz nem hoz létre turbinahatást.

A találmány lényege

A találmány célja a motor teljesítményének növelése nagy forgórész fordulatszámon.

A probléma megoldását közvetítő műszaki eredmény a forgórész hengeres felületét érintő irányban nagy áramlási sebességű további gőz ellátása.

A műszaki eredményt úgy érjük el, hogy a forgólapátos motor egy álló üreges testet tartalmaz, amelynek belső munkafelülete hengeres, egy forgórészt, amely a házba van beépítve, és amelyben sugárirányú hornyok vannak kialakítva, egyenletesen elhelyezve a kerülete mentén. a forgórész, ezekbe a hornyokba szerelt lapátok, amelyek képesek ezekben a hornyokban mozogni, és munkaéleiket a ház belső munkafelülete mentén elcsúsztatják a rotor forgása közben, gőzforrás, gőzellátó elemek a ház falában elhelyezve és csatlakoztatva a gőzforrást, a házban elhelyezett gőzelvezető elemeket, valamint legalább egy Laval fúvókát, amely gőzforráshoz kapcsolódik, és a ház falába a rotor sugarához képest ferdén van beszerelve, turbina hatás létrehozásának lehetőségével.

A műszaki eredményt az is eléri, hogy a gőzforrás sorba kapcsolt kondenzátor, víztartály, nagynyomású gőzfejlesztő, vevő és vezérlővel vezérelt elosztó szelep formájában készül, míg a gőz tápelemek és Laval fúvókák csatlakoznak az elosztószelep kimeneteire, a kondenzátor bemenetei pedig csatlakoztatott gőzelvezető elemek.

A műszaki eredményt az is eléri, hogy a nagynyomású gőzfejlesztő legalább egy égésterű házat, az égéstérben elhelyezett legalább egy vízmelegítőt és legalább egy vízmelegítésre alkalmas égőberendezést tartalmaz. vízmelegítő, míg Az égő berendezés egy vízüzemanyaggal működő Laval fúvóka.

A műszaki eredményt az is eléri, hogy az égőkészülék bemeneténél van egy fúvóka víz vagy vízgőz ellátására, valamint elektródák elektromos ív létrehozására, amely ezt a vizet szétválasztja.

A műszaki eredményt az is eléri, hogy az égőberendezés legalább egy további Laval fúvókát tartalmaz, amely az említett fúvókával, amely a fő, egy lineáris Laval fúvókaláncot képez, amelyben a fő fúvóka az első és a amely a lánc előző fúvókájának kimenete egy következő fúvókalánc bemenetéhez van kötve úgy, hogy a lánc következő fúvókájának geometriai méretei meghaladják a lánc előző fúvókájának geometriai méreteit.

A műszaki eredményt az is eléri, hogy az égőberendezés legalább két további Laval fúvókát tartalmaz, amelyek az említett fúvókával, amely a fő, egy elágazó Laval fúvókaláncot képeznek, amelyben a fő fúvóka az első és a amely a lánc előző fúvókájának kimenete a két következő fúvókalánc bemeneteihez csatlakozik.

Új jelek az állított műszaki megoldás abból áll, hogy a motor legalább egy Laval fúvókát tartalmaz, amely gőzforráshoz van csatlakoztatva, és a ház falába a rotor sugarához képest ferdén van beszerelve, turbinahatás létrehozásának lehetőségével.

Újdonság az is, hogy az említett gőzforrás sorba kapcsolt kondenzátort, víztartályt, nagynyomású gőzfejlesztőt, vevőt és vezérlővel vezérelt szabályozószelepet tartalmaz, melynek kimeneteihez gőzellátó elemek és Laval a fúvókák csatlakoztatva vannak, a gőzelvezető elemek pedig a kondenzátor bemeneteihez csatlakoznak.

Az újdonság az is, hogy a nagynyomású gőzfejlesztő házat tartalmaz legalább egy égéstérrel, az égéstérben legalább egy vízmelegítőt és legalább egy égőberendezést, amely képes a víz melegítésére. vízmelegítő, at Ebben az esetben az égő berendezés egy vízüzemanyaggal működő Laval fúvóka, amely a bemenetre szerelt fúvókát tartalmaz víz vagy vízgőz ellátására, valamint elektromos ív létrehozására szolgáló elektródákat, amelyek ezt a vizet disszociálják.

Újdonság az is, hogy az égőkészülék legalább egy további Laval fúvókát tartalmaz, amely a fő fúvókával egy lineáris Laval fúvókaláncot képez, amelyben a fő fúvóka az első, és amelyben a kimenet A lánc előző fúvókája egy következő láncfúvóka bemenetéhez van csatlakoztatva úgy, hogy a következő láncfúvóka geometriai méretei meghaladják az előző láncfúvóka geometriai méreteit.

Újdonság az is, hogy az égőberendezés legalább két további Laval fúvókát tartalmaz, amelyek az említett fúvókával, amely a fő fúvókával egy elágazó Laval fúvókaláncot alkotnak, amelyben a fő fúvóka az első, és amelyben az A lánc előző fúvókájának kimenete a következő két láncfúvóka bemeneteihez csatlakozik.

Rajzfigurák listája

az 1. ábra vázlatosan mutatja az igényelt forgólapátos gőzmotort; 2., 3. ábra - nagynyomású gőzfejlesztő kiviteli alakjai; A 4., 5., 6. ábrák a gőzgenerátorban használt égő kiviteli alakjait mutatják.

Információ, amely megerősíti a találmány megvalósításának lehetőségét

A motor tartalmaz: egy rögzített üreges testet 1, amelynek belső felülete 2 hengeres (a karosszéria végei tetőkkel záródnak); a 3 forgórész, amely négy sugárirányú 4 horonnyal rendelkező egyenes körhenger formájában van kialakítva; négy 5 penge van beépítve az említett 4 hornyokba, amelyek képesek ezekben a hornyokban mozogni és munkaéleiket az 1 test 2 belső felülete mentén elcsúsztatni; két gőzellátó elemet 6 szerelnek be a házba, hogy a rajtuk átvezetett gőz ne hozzon létre turbina hatást (sugárirányban szerelve); két 7 Laval fúvókát a házba a forgórész sugarához képest ferdén szerelve úgy, hogy az egyes Laval fúvókák tengelye a forgórész hengeres felületének megfelelő érintő irányába van orientálva; elemek 8 a gőz eltávolításához. Ezenkívül a motor tartalmaz egy 9 gőzkondenzátort, egy 10 víztartályt, egy 11 nagynyomású gőzfejlesztőt, egy 12 vevőt és egy 13 gőzelosztót, amelyeket egy 14 vezérlő vezérel sorba, és a 9 kondenzátor bemenetei A 8 gőzeltávolító elemek kimeneteihez, a 13 gőzelosztó kimenetei pedig a 6 gőzellátó elemek bemeneteihez és a 7 Laval fúvókák bemeneteihez csatlakoznak.

A mellékelt ábrán látható példában a 3 rotor a belső hengeres 2 felületével koaxiálisan van beszerelve az 1 házba. A 4 hornyok és ennek megfelelően az 5 lapátok egyenletesen helyezkednek el a 3 rotor keresztmetszetének kerülete mentén. A pengék minimális száma négy. Ebben az esetben a két szomszédos penge közötti szög 90°, a szemben lévő lapátok közötti szög pedig 180°. A 6 gőzellátó elemeket az 1 házban a 2 munkafelület ellipszisének kisebb tengelyének csúcsaiban szerelik fel. A 7 Laval fúvókák az 1 házba vannak beépítve, a 6 elemekhez képest legfeljebb 45°-os szögben eltolva. a 3 rotor forgása. A 8 gőzelvezető elemek az 1 házba vannak beépítve, a 6 elemektől legfeljebb 45°-os szögben a 3 forgórész forgásával ellentétes irányban (a forgásirány az ábrán látható). íves nyíllal). Ezenkívül a 6 gőzellátó elemek sugárirányban, azaz sugárirányban vannak elhelyezve. radiális gőzellátás lehetőségével, hogy a szállított gőz ne hozzon létre dinamikus (turbinás) hatást, és a Laval fúvókák 7 a tengelyeikkel együtt a forgórész sugaraihoz képest ferdén vannak beépítve úgy, hogy az egyes Laval fúvókák tengelye a 3 forgórész hengeres felületének érintőjének megfelelő irányba irányítva dinamikus (turbina) hatást. A pengék száma 5 lehet négynél több, de párosnak kell lennie. Az 5 lapátokat egyenletesen kell elhelyezni a 3 forgórész keresztmetszetének kerülete mentén. Ebben az esetben az 5 lapátok a 4 hornyokba vannak beépítve egy rugóval a forgórész tengelye felőli irányban. Ezt a rugózást a megfelelő rugók (nincs ábrázolva) beépítése biztosítja a 4 hornyokba és/vagy nyomás alatti gáz bejuttatása a 4 hornyokba.

A forgólapátos gőzmotor fent bemutatott példáját az jellemzi, hogy a ház belső munkafelülete hengeres, ellipszis formájú generátorral. Ebben az esetben a rotor koaxiálisan van felszerelve a házzal, ami biztosítja a kiegyensúlyozott erőt. Ez a motoropció azonban nem az egyetlen lehetséges a megadott képlet keretein belül. Lehetséges például, hogy a ház (állórész) belső munkafelülete körhenger formájában van kialakítva, és a forgórész tengelyének a ház tengelyéhez képest eltolva van felszerelve. Lehetőség van arra is, hogy a ház belső munkafelülete összetett vezetővel készüljön, amint azt a fent említett RU 2361089 számú szabadalom szerinti találmány leírása bemutatja.

A motor nagynyomású 11 gőzfejlesztőt használ, amely egy 15 házat és két 16 és 17 égésteret tartalmaz (2. ábra). A 16 égéskamrában egy tekercs alakú 18 vízmelegítő, egy 19 égőberendezés és biztonsági szelep 20. A 17 égéskamrában egy tartály alakú 21 vízmelegítő és egy 22 égőberendezés található. Ebben az esetben a 21 vízmelegítő kimenete egy csővezetéken keresztül csatlakozik a tekercs bemenetéhez. 18, nagynyomású vízgőz előállítására tervezték.

A 3. ábrán látható generátor abban különbözik a 2. ábrán látható generátortól, hogy tartalmaz egy 23 csatornát, amely összeköti a 16 és 17 égésteret egymással; ebben az esetben a generátor csak egy 19 égőkészüléket tartalmaz.

Mindegyik égőberendezésnek (19 és 22) három változata van.

Az első kiviteli alaknál (4. ábra) az égőberendezés egy 24 Laval-fúvóka (főfúvóka), amely vizes tüzelőanyaggal működik. Ebben az esetben a 24 fúvóka bemeneténél (a bemeneti végén) van egy 25 fúvóka víz vagy vízgőz ellátására, és 26 elektródák (katód, anód) vannak felszerelve, amelyek az áramforráshoz való csatlakoztatásra szolgálnak. magasfeszültség(az aktuális forrás nem látható).

A második kiviteli alaknál (5. ábra) az égőberendezés tartalmazza a fent említett 24 fő fúvókát és legalább egy további 27 Laval fúvókát, amely Laval fúvókák lineáris láncát alkotja a 24 fő fúvókával. Ebben a láncban a 24 fő fúvóka az első, és az előző fúvóka kimenete (in ebben az esetben A 24 fúvóka) egy következő fúvóka (ebben az esetben a 27 fúvóka) bemenetéhez van csatlakoztatva úgy, hogy 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 vízgőzt táplál bele.

A harmadik kiviteli alaknál (6. ábra) az égőberendezés tartalmaz egy 24 fő fúvókát 29 elválasztóval, amely a fúvóka kimenetét két kimeneti csatornára osztja, és legalább két további Laval 27(1) és 27(2) fúvókát, a 24 fő fúvókával egy elágazó Laval fúvókák lánca alkot, amelyben a 24 fő fúvóka az első, és amelyben az előző fúvóka (jelen esetben a 24 fúvóka) kimeneti csatornái két egymást követő fúvóka bemeneteihez csatlakoznak. (ebben az esetben a 27. (1) és 27. (2) fúvókák). Ebben az esetben a további 27(1) és 27(2) fúvókák tartalmazzák a megfelelő 28(1) és 28(2) fúvókákat, amelyek további vizet vagy gőzt juttatnak a kiegészítő fúvókákba.

A motor működése a következő.

BAN BEN kezdő pozíció A 3 rotor (ahogyan az ábrán látható) ellentétes irányú lapátjait a megfelelő 6 gőzellátó elemek és a megfelelő 8 gőzelvezető elemek között kell elhelyezni úgy, hogy a 6 elemek a megfelelő szomszédos 5 lapátok és a gőzkivezető között helyezkedjenek el. a 8 elemek nem lehetnek ugyanazon megfelelő szomszédos lapátok között. Ebben az esetben a szomszédos 5 pengék közötti tér egy munkakamrát (nevezzük az elsőnek), a többi szomszédos 5 pengék közötti tér pedig egy másik munkakamrát képez. Ha a motor indításakor a lapátok kezdeti elhelyezkedésére vonatkozó meghatározott feltétel nem teljesül, akkor egy indító (nincs ábrázolva) biztosítja a 3 forgórész kényszerforgatását, hogy biztosítsa a lapátok említett helyét. A 3 rotornak ebben a helyzetében a 6 elemek segítségével sugárirányban gőzt vezetünk az 1 ház belső üregébe ennek a háznak mindkét oldaláról két munkatérbe.

Az első és második munkakamrában nagy nyomású gőz van eltérő nyomás Az egyes munkakamrák szomszédos pengéire a 2 felület keresztmetszete elliptikus alakja és emiatt a szomszédos lapátok eltérő kiemelkedése miatt. A keletkező nyomáskülönbségek hatására a rotor az óramutató járásával megegyező irányban forog. Amikor a 3 rotort 90°-os szögben elforgatjuk, minden egyes munkakamra forgásirány szerinti első lapátja áthalad a megfelelő 8 gőzkivezető elem helyén, aminek következtében az egyes munkakamrák gőzei szabadon távoznak a kipufogó elemek 8 és belép a kondenzátorba 9. Ezután a ciklus megismétlődik. Ebben az esetben a gőz a kondenzátorban lecsapódik, és az így képződött víz a 10 víztartályba kerül, amelyben felhalmozódik. A 10 tartályból a víz a 11 nagynyomású gőzfejlesztőbe jut, ahonnan az ott képződött gőz a 12 tartályba jut, ahol nagy nyomás alatt felhalmozódik. A vevőből a gőz a 14 vezérlővel vezérelt 13 gőzelosztóba jut, melynek kimenetei a megfelelő 6 tápelemekhez és a 7 Laval fúvókákhoz csatlakoznak. az ellátó elemekhez 6 (a szükséges motorteljesítmény biztosítása alacsony fordulatszámon történő működés közben), vagy csak a Laval 7 fúvókákba (amelyek a szükséges motorteljesítményt biztosítják üzem közben Magassebesség turbinahatás miatt), vagy ezzel egyidejűleg a Laval 7 fúvóka tápelemeibe a motorteljesítmény további növelése érdekében.

A gőzfejlesztő működése a következő.

A víz (kondenzátum) folyamatosan áramlik a 21 vízmelegítőbe (tartályba), ahol a 22 égőberendezés segítségével felmelegszik. Ezután a víz a gőzfejlesztő belső csővezetékén keresztül a 18 hőcserélőbe áramlik, ahol az égő segítségével felmelegszik. 19 készüléket, ezáltal gőzzé alakul (.2. ábra). A gőzfejlesztő 3. ábrán látható változatában a 21 tartályban és a 18 tekercsben lévő vizet egy 19 égőberendezéssel melegítik fel.

Mindegyik égőberendezés (19 és 22) Laval fúvóka formájában készül. Ebben az esetben minden 24 fúvókához vizet vagy gőzt táplálunk egy 25 fúvókával (4. ábra). A 26 elektródák egy nagyfeszültségű áramforráshoz (nincs ábrázolva) vannak csatlakoztatva. A 24 fúvókán áthaladó áram hatására a víz hidrogénre és oxigénre bomlik, majd a hidrogén ezt követő elégetése plazmát eredményez, melynek hőmérséklete eléri a 6000°C-ot. A 24 fúvókában képződött plazma belép a megfelelő 16 és 17 égéstérbe, ahol ez a plazma felmelegíti a 21 vízmelegítőt (tartályt), valamint a 18 vízmelegítőt (tekercset). Ennek eredményeként vízgőz képződik a kimeneten a tekercs 18. A 20-as szelep kivezeti a túlnyomást az égésterekből.

A teljesítmény növelése érdekében az égőberendezés (2. és 3. ábra 19., 22. pozíciója) Laval fúvókák lineáris (5. ábra) vagy elágazó (6. ábra) láncaként is elkészíthető.

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

A 24 Laval fúvókában képződött plazma belép a fúvókalánc következő 27 fúvókájába (5. ábra), vagy egy 29 elválasztóval két áramra osztva (6. ábra), egyidejűleg a következő két 27(1) fúvókába, ill. 27. (2) bekezdése alapján.

Ez a következő fúvóka (vagy két fúvóka) további vizet (vagy vízgőzt) fogad be a 28 fúvókán (vagy a 28(1) és 28(2) fúvókán keresztül), amely a 24 fúvókából származó plazma hatására hidrogénre és oxigénre bomlik; ilyenkor az újonnan képződött hidrogén is ég. Ennek eredményeként további plazma képződik a második fúvókában, növelve a keletkező plazma teljes térfogatát. Így kis méretekkel az égőberendezés jelentős hőteljesítmény előállítását teszi lehetővé víz bázisán.

KÖVETELÉS

1. Álló üreges testet tartalmazó forgólapátos gőzgép, amelynek belső munkafelülete hengeres, a házba beépített forgórész, amelyben radiális hornyok vannak kialakítva, egyenletesen elhelyezve a rotor kerülete mentén, lapátok ezekbe a hornyokba beépítve, ezekben a hornyokban való mozgás lehetőségével és a munkaélek elcsúsztatásával a ház belső munkafelülete mentén a rotor forgása közben, gőzforrás, a ház falában elhelyezett és a gőzforráshoz csatlakoztatott gőzellátó elemek, valamint gőz házban elhelyezett kipufogóelemek, azzal jellemezve, hogy legalább egy Laval fúvókát tartalmaz, amely gőzforráshoz csatlakozik, és a ház falába a forgórész sugarához képest ferdén van beszerelve, és képes turbina hatást kelteni, valamint a gőzt forrás sorba kapcsolt kondenzátor, víztartály, nagynyomású gőzfejlesztő, vevő és vezérlővel vezérelt vezérlőszelep formájában készül, ebben az esetben gőzellátó elemek és Laval fúvókák csatlakoznak a kimenetekre az elosztószelep, és a kimeneti elemek a kondenzátor bemenetekre vannak csatlakoztatva.

2. Az 1. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy a nagynyomású gőzfejlesztő házat tartalmaz legalább egy égéstérrel, az égéstérben legalább egy vízmelegítővel és legalább egy égőberendezéssel. vízmelegítőben történő vízmelegítés lehetőségével, míg az égő berendezés vízüzemanyaggal működő Laval fúvóka.

3. A 2. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy az égőberendezés bemeneténél víz vagy vízgőz betáplálására szolgáló fúvóka és e víz szétválasztására szolgáló elektromos ív létrehozására szolgáló elektródák találhatók.

4. A 2. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy az égőberendezés legalább egy további Laval fúvókát tartalmaz, amely a fő fúvókával egy lineáris Laval fúvókák láncát képezi, amelyben a fő fúvóka. fúvóka az első, és amelynek kimenetén a lánc előző fúvókája a lánc egyik következő fúvókájának bejáratához csatlakozik úgy, hogy a lánc következő fúvókájának geometriai méretei meghaladják a lánc előző fúvókájának geometriai méreteit. lánc.

5. A 4. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy a lánc fő fúvókájának bemeneténél víz vagy vízgőz ellátására szolgáló fúvóka, valamint e víz szétválasztására szolgáló elektromos ív létrehozására szolgáló elektródák találhatók. A lánc minden további fúvókája tartalmaz egy fúvókát, amely további vizet vagy vízgőzt juttat bele.

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

7. A 6. igénypont szerinti forgólapátos gőzgép, azzal jellemezve, hogy a lánc fő fúvókájának bemeneténél víz vagy vízgőz ellátására szolgáló fúvóka, valamint e víz szétválasztására szolgáló elektromos ív létrehozására szolgáló elektródák találhatók. A lánc minden további fúvókája tartalmaz egy fúvókát, amely további vizet vagy vízgőzt juttat bele.

1933. április 12-én William Besler gőzmeghajtású repülőgéppel szállt fel a kaliforniai Oakland Municipal Repülőtérről.
Az újságok ezt írták:

„A felszállás minden szempontból normális volt, kivéve a zaj hiányát. Valójában, amikor a gép már elhagyta a földet, a megfigyelőknek úgy tűnt, hogy még nem nyert kellő sebességet. Tovább teljes erő a zaj nem volt feltűnőbb, mint sikló repülőgép közben. Csak a levegő fütyülését lehetett hallani. Teljes gőzzel üzemelve a propeller csak enyhe zajt produkált. A légcsavar zaján keresztül meg lehetett különböztetni a láng hangját...

Amikor a gép leszállt és átlépte a mezőhatárt, a légcsavar megállt és lassan elindult hátoldal hátramenet és az azt követő kis fojtószelep nyitás használatával. Még a légcsavar nagyon lassú fordított forgása mellett is érezhetően meredekebb lett az ereszkedés. A pilóta a talaj érintése után azonnal jóllakott fordított, ami a fékekkel együtt gyorsan leállította az autót. Rövid futás Ebben az esetben különösen feltűnő volt, mivel a teszt alatt nem fújt a szél, és a leszállási távolság általában több száz láb volt."

A 20. század elején szinte minden évben felállították a repülőgépek által elért magassági rekordokat:

A sztratoszféra jelentős előnyöket ígért a repülés szempontjából: kisebb légellenállás, állandó szél, felhőtlenség, titkolózás, a légvédelem elérhetetlensége. De hogyan repüljünk például 20 kilométeres magasságba?

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

7000 m magasságban a motor teljesítménye csaknem háromszorosára csökken. A repülőgépek nagy magassági teljesítményének javítása érdekében még az imperialista háború végén is kísérletek történtek a kompresszor alkalmazására, 1924-1929 között. a kompresszorokat még inkább bevezetik a gyártásba. A belső égésű motorok teljesítményének fenntartása azonban 10 km feletti magasságban egyre nehezebb.

A „magassági határ” emelésére törekedve az összes ország tervezői egyre inkább a gőzgépre fordítják figyelmüket, amely számos előnnyel rendelkezik, mint a nagy magasságú motor. Egyes országokat, például Németországot, stratégiai megfontolások sodorták erre az útra, nevezetesen az, hogy egy nagyobb háború esetén el kell érni az importált olajtól való függetlenséget.

Mögött utóbbi évek Számos kísérlet történt gőzgép felszerelésére egy repülőgépen. A légiközlekedési ágazat gyors növekedése a válság előestéjén és termékeinek monopolárai lehetővé tették, hogy ne rohanjanak bele a kísérleti munkák és a felhalmozott találmányok megvalósításába. Ezek a próbálkozások, amelyek az 1929-1933-as gazdasági válság idején öltöttek különleges méreteket. és az ezt követő depresszió nem véletlen jelenség a kapitalizmus számára. A sajtóban, különösen Amerikában és Franciaországban, gyakran hangzottak el szemrehányások nagy gondok az új találmányok megvalósításának mesterséges késleltetéséről szóló megállapodások létezéséről.

Két irány alakult ki. Az egyiket Amerikában Besler képviseli, aki hagyományos dugattyús hajtóművet szerelt egy repülőgépre, míg a másikat a turbina, mint a repülőgép hajtóműveés főleg német tervezők munkáihoz kötődik.

A Besler fivérek Dobl dugattyús gőzgépét vették alapul az autóhoz, és szerelték fel a Travel-Air kétfedelű repülőgépére. [bemutató repülésük leírása a bejegyzés elején található].
Videó a repülésről:

A gép tolatószerkezettel van felszerelve, mellyel nem csak repülés közben, hanem a repülőgép leszállásakor is egyszerűen és gyorsan változtatható a géptengely forgásiránya. A motor a propeller mellett egy tengelykapcsolón keresztül egy ventilátort hajt meg, amely levegőt kényszerít az égőbe. Indításkor kis villanymotort használnak.

A gép 90 LE teljesítményt fejlesztett ki, de a kazán jól ismert felpörgetése mellett 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 maximalizálása érdekében olyan normalizálót vagy berendezést alkalmaztak, amely segítségével ismert nyomáson vizet fecskendeztek be a túlhevítőbe, amint a gőz hőmérséklete meghaladja a 400°-ot. A kazán tápszivattyúval és gőzhajtással, valamint hulladékgőzzel fűtött primer és szekunder tápvízmelegítőkkel volt felszerelve.

A gépen két kondenzátort szereltek fel. Az erősebbet az OX-5 motor hűtőjéből alakították ki, és a törzs tetejére szerelték fel. A kisebb teljesítményű kondenzátorból készül gőzkocsi Dupla és a törzs alatt található. A kondenzátorok teljesítménye, amint azt a sajtóban elhangzott, elégtelennek bizonyult ahhoz, hogy a gőzgépet teljes gázon működtesse anélkül, hogy a légkörbe szellőzne, „és megközelítőleg megfelelt az utazóteljesítmény 90%-ának”. A kísérletek kimutatták, hogy 152 liter üzemanyag-fogyasztás mellett 38 liter vízre volt szükség.

A repülőgép gőzberendezésének össztömege 1 literenként 4,5 kg volt. Val vel. Az ezen a gépen üzemelő OX-5 hajtóműhöz képest ez adott túlsúly 300 fontnál (136 kg). Kétségtelen, hogy a motoralkatrészek és a kondenzátorok könnyítésével a teljes berendezés tömege jelentősen csökkenthető.
A gázolaj szolgált üzemanyagként. A sajtó kijelentette, hogy „a gyújtás feladása és az indítás között teljes sebesség nem telt el több mint 5 perc."

A légiközlekedési gőzerőmű fejlesztésének másik iránya a gőzturbina motorként történő felhasználása.
1932-1934-ben. Információ szivárgott ki a külföldi sajtóba egy eredeti gőzturbináról egy repülőgéphez, amelyet Németországban, a klinganbergi elektromos üzemben építettek. Szerzőjét ennek az üzemnek a főmérnökének, Hütnernek hívták.
A gőzfejlesztőt és a turbinát a kondenzátorral együtt egy forgó egységgé egyesítették, közös házzal. Hütner megjegyzi: „A motor egy erőművet, egy jellegzetességet képvisel jellemző tulajdonság ami abból áll, hogy a forgó gőzfejlesztő egy szerkezeti és működési egységet alkot az ellenkező irányba forgó turbinával és kondenzátorral.”
A turbina fő része egy több V-alakú csőből kialakított forgó kazán, amelyek egyik könyöke a tápvízelosztóhoz, a másik a gőzgyűjtőhöz csatlakozik. A kazán az ábrán látható. 143.

A csövek sugárirányban helyezkednek el a tengely körül, és 3000-5000 ford./perc sebességgel forognak. A csövekbe belépő víz a hatása alatt rohan centrifugális erő V alakú csövek bal oldali ágaiba, amelyek jobb könyöke gőzfejlesztőként működik. A csövek bal könyökében bordák vannak, amelyeket a fúvókák lángja melegít. Az ezeken a bordákon áthaladó víz gőzzé alakul, és a kazán forgásakor fellépő centrifugális erők hatására megnő a gőznyomás. A nyomás beállítása automatikusan történik. A sűrűségkülönbség a csövek mindkét ágában (gőz és víz) változó szintkülönbséget ad, ami a centrifugális erő, így a forgási sebesség függvénye. Egy ilyen egység diagramja az ábrán látható. 144.

A kazán kialakításának különlegessége a csövek elrendezése, amely forgás közben vákuumot hoz létre az égéstérben, és így a kazán szívóventilátorként működik. Így, ahogy Hütner állítja, „a kazán forgása egyszerre határozza meg az áramellátását, a forró gázok mozgását és a hűtővíz mozgását”.

A turbina beindítása mindössze 30 másodpercet vesz igénybe. Hütner 88%-os kazán és 80%-os turbina hatásfok elérésére számított. A turbina és a kazán indításához indítómotorok szükségesek.

1934-ben egy üzenet jelent meg a sajtóban egy forgó kazánnal ellátott turbinával felszerelt nagy repülőgép projektjének kidolgozásáról Németországban. Két évvel később a francia sajtó azt állította, hogy nagy titoktartás mellett a német katonai osztály különleges repülőgépet épített. Gőzt terveztek neki teljesítménypont Hütner rendszerek 2500 LE teljesítménnyel. Val vel. A repülőgép hossza 22 m, szárnyfesztávolsága 32 m, repülési súlya (hozzávetőlegesen) 14 tonna, a repülőgép abszolút mennyezete 14 000 m, repülési sebessége 10 000 m magasságban 420 km/h, az emelkedés 10 km-es magasságba 30 perc.
Lehetséges, hogy ezek a sajtóhírek erősen eltúlzottak, de kétségtelen, hogy a német tervezők dolgoznak ezen a problémán, és a közelgő háború váratlan meglepetéseket hozhat.

Mi az előnye a turbinának a belső égésű motorral szemben?
1. Az oda-vissza mozgás hiánya nagy forgási sebességnél lehetővé teszi, hogy a turbinát meglehetősen kompaktra és kisebb méretűre tegyék, mint a modern, nagy teljesítményű repülőgép-hajtóművek.
2. Fontos előny a gőzgép relatív zajtalansága is, ami mind katonai szempontból, mind az utasszállító repülőgépek hangszigetelő berendezései miatt a repülőgép könnyebbé tételének lehetősége szempontjából fontos.
3. Gőzturbina, ellentétben a belső égésű motorokkal, amelyek szinte nem engedik meg a túlterhelést, rövid ideig akár 100%-ig is túlterhelhetők állandó fordulatszám mellett. A turbina ezen előnye lehetővé teszi a repülőgép felszállási menetének hosszának csökkentését és megkönnyíti a levegőbe jutást.
4. A tervezés egyszerűsége, valamint a nagyszámú mozgó és működtető alkatrész hiánya is fontos előnye a turbinának, ami megbízhatóbbá és tartósabbá teszi a belső égésű motorokhoz képest.
5. Jelentős az is, hogy a gőzberendezésben nincs mágnes, melynek működését rádióhullámok befolyásolhatják.
6. A nehéz üzemanyag (olaj, fűtőolaj) felhasználásának lehetősége a gazdasági előnyök mellett biztosítja nagyobb biztonság gőzgép a tűzvédelemben. Ezenkívül lehetővé válik a repülőgép fűtése.
7. A gőzgép fő előnye, hogy megtartja névleges teljesítményét, amikor magasságba emelkedik.

A gőzgéppel szembeni kifogások egyike főként az aerodinamikusoktól származik, és a kondenzátor méretére és hűtési képességeire vezethető vissza. Valóban, a gőzkondenzátor felülete 5-6-szor nagyobb, mint egy belső égésű motor vízradiátora.
Ezért a tervezők egy ilyen kondenzátor ellenállásának csökkentése érdekében a kondenzátort közvetlenül a szárnyak felületére helyezték el, folyamatos csősor formájában, pontosan követve a szárny körvonalát és profilját. Ez amellett, hogy jelentős merevséget biztosít, csökkenti a repülőgépen a jegesedés kockázatát is.

Van persze olyan is egész sor egyéb technikai nehézségek a repülőgépen a turbina üzemeltetése során.
- A fúvóka viselkedése nagy magasságban ismeretlen.
- A turbina gyors terhelésének megváltoztatásához, ami a repülőgép hajtóművei egyik működési feltétele, vagy vízellátásra, vagy gőztartályra van szükség.
- Ismert nehézségek vannak egy jószág kifejlesztésében automata készülék a turbina beállításához.
- A gyorsan forgó turbina giroszkópos hatása egy repülőgépen sem tisztázott.

Ennek ellenére az elért sikerek okot adnak annak reményére, hogy in hamar A gőzhajtású rendszer megtalálja majd a helyét a modern légiflottákban, különösen a kereskedelmi szállító repülőgépeken, valamint a nagy léghajókon. A legnehezebb dolog ezen a területen már megtörtént, és a gyakorló mérnökök képesek lesznek elérni a végső sikert.

Csak szénen és vízen élek, és még mindig van elég energiám 100 mérföld/órás sebességre! Pontosan erre képes egy gőzmozdony. Bár ezek az óriási mechanikus dinoszauruszok mára kihaltak a világ vasutak többségén, a gőztechnika tovább él az emberek szívében, és az ehhez hasonló mozdonyok még mindig turisztikai látványosságként szolgálnak számos történelmi helyen. vasutak.

Az első modern gőzgépeket Angliában találták fel a 18. század elején, és ezzel kezdetét vette az ipari forradalom.

Ma ismét visszatérünk a gőzenergiához. Kialakításából adódóan a gőzgép égési folyamata kevesebb szennyezést okoz, mint a belső égésű motoré. Ebben a videó bejegyzésben nézze meg, hogyan működik.

A gőzgép felépítése és hatásmechanizmusa

Mi hajtotta az ősi gőzgépet?

Energia kell ahhoz, hogy mindent megtegyen, ami eszébe jut: gördeszkázni, repülővel repülni, vásárolni vagy autót vezetni az utcán. Manapság a közlekedésre felhasznált energia nagy része olajból származik, de ez nem mindig volt így. A 20. század elejéig a szén volt a világ választott üzemanyaga, amely a vonatoktól és a hajóktól kezdve a szerencsétlenül járt gőzrepülőgépekig mindent meghajtott, amelyet Samuel P. Langley amerikai tudós, a Wright fivérek korai versenytársa talált fel. Mi olyan különleges a szénben? A Föld belsejében rengeteg van belőle, így viszonylag olcsó volt és széles körben elérhető volt.

A szén szerves vegyi anyag, ami azt jelenti, hogy a szénen alapul. A szén több millió év alatt keletkezik, amikor az elhalt növények maradványait sziklák alá temetik, nyomás alatt összenyomják és a Föld belső hője megfőzi. Ezért hívják fosszilis tüzelőanyagnak. A széndarabkák valóban energiacsomók. A bennük lévő szén hidrogén- és oxigénatomokhoz kötődik kémiai kötéseknek nevezett kötésekkel. Amikor szenet égetünk el tűzben, a kötések megszakadnak, és hő formájában energia szabadul fel.

A szén körülbelül fele annyi energiát tartalmaz kilogrammonként, mint a tisztább fosszilis tüzelőanyagok, például a benzin. gázolajés kerozin – ez az egyik oka annak, hogy a gőzgépeknek ennyire kell égniük.

Ennek a gőzgépnek a szokásos henger helyett gömbje volt. Egy üreges gömb, amelyben minden történt.

A gömbben forgott és oszcillált egy korong, amelynek mindkét oldalán a labda negyedeit „dobták” oda-vissza. Amint látja, ezt lehetetlen szavakkal elmagyarázni, ezért íme egy gif:

Piros nyilak - friss gőzellátás, kék - gőz távozása.

A tengelyeket 135 fokos szögben helyezték el egymással. A gőz a negyedben lévő lyukon keresztül bejutott a koronghoz szorított sík alá és kitágult (termel hasznos munka) és elfordítás után a negyed ugyanazon a lyukon keresztül jött ki. A negyedek így gőzellátó/eltávolító szelepként szolgáltak. A lógó tárcsa azt tette, amit egy dugattyú egy közönséges gőzgépben. De forgattyús mechanizmus egyáltalán nem volt, így nem kellett az oda-vissza mozgást forgó mozgássá alakítani.

Fő csomópont:

Amíg a munkalöket (gőzexpanzió) a negyed egyik oldalán zajlott, üresjárat(kipufogó gőz elengedése). A lemez másik oldalán ugyanez történt 90 fokos fáziseltolással. A negyedek egymáshoz viszonyított helyzete miatt a korong forgást és rezgéseket kapott.

Lényegében egy kardánhajtás volt, belső áramforrással. Zöld kereszttárcsa kardán váltó ugyanazokat a forgó-oszcilláló mozgásokat hajtja végre:

A forgást a motorból kilépő két tengelyre továbbították. Mindkettőből lehetett energiát eltávolítani, de a gyakorlatban a rajzokból ítélve egyet használtak a meghajtáshoz.

Mint megjegyeztük francia magazin Az 1884-es „La Nature” gömbmotor nagyobb forgási sebességet engedett meg, mint a dugattyús társai, ezért kiválóan alkalmas volt elektromos generátoros meghajtásra.

A motornak volt alacsony szintek zaj és vibráció, és nagyon kompakt volt. Egy 10 cm-es golyó belső átmérőjű és 500 ford./perc fordulatszámú motor 3 atm gőznyomás mellett 1 lóerő, 8,5 atm - 2,5 LE. Ugyanaz nagy modell 63 cm átmérőjével 624 „ló” ereje volt.

De. A gömbmotort nehéz volt gyártani, és nagy gőzfogyasztást igényelt. Gyártották és egy ideig ténylegesen generátorhajtásként használták a brit haditengerészetben és a Great Eastern Railway-n (gőzkazánra szerelték fel, és kocsik elektromos megvilágítására szolgált). E hiányosságok miatt azonban nem vert gyökeret.

P.S. Meg kell jegyezni, hogy a gömb alakú lómotor feltalálója, a Beauchamp Tower nem veszett el a mérnöki munkák előtt.

Nyilván ő volt az első, aki megfigyelte a siklócsapágyak „olajékét”, és megmérte benne a nyomást. Azok. A modern gépészet a mai napig használja Mr. Tower kutatásait.