Реактивный ротаторный двигатель

(51)5 Г 02 К 11/ОО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЧМПРИ ГКНТ СССР"1 10,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТО РСК СВИДЕТЕЛЬСТВ 2(56) Авторское свидетельство СССРМг 1026511, кл, Е 02 К 11/00, 1979,(54) РЕАКТИВНЫЙ РОТАТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ(57) Использование: в качестве силовойэнергетической установки, Сущность изобретения: воздушно-реактив ный двигательвращательного типа. Двигатель выполнен ввиде компрессора с периферийными приводными воздушно-реактивными двигателями, закрепленными на ободе пологодиска и периферилной турбины, связаннойпо газу с выхлопом реактивного. привода, В Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к реактивным двигательнь 1 м установкам, и может быть использовано в качестве силовой энергетической установки на тепловой электростанции ТЭЦ, на кораблях и на железнодорожных локомоти ьах,Известно техническое реждение, которое обладает рядом недостаткзв, которые заложены в выполненных формах конструктивных элементов и в их взаиморасположении, газоотводы рабочих газо из камеры сгорания выполнены кривалинейно, что снижает КПД камеры сгорания, так как увеличено сопротивление. кроме того, тепловая энергия рабочих газов, исходящих из камеры сгорания, теряется на нагрев и перегрев конструктивных материалов устройства, что снижает КПД использования химической энергии топлива и способствует разрушению устройства от перегрева и от 5.Ы 1747731 А 1 выхлопном сечении двигателя установлен котел-утилизатор торового типа с окнами для выхода газа, имеющий полости для циркуляции жидкости и установленный концентрично относительно обода диска, В полости диска размещены емкости для топлива и охладителя, На диске закреплены упрочняющие тросы. Реактивные приводные двигатели имеют рубашку охлаждения с форсунками подачи охлаждающей жидкости, причем выход из рубашки охлаждения совмещен с плоскостью выхлопного сечения реактивного сопла. Оси выходных отверстий форсунок охладителя направлены под углом к поверхности камеры сгорания. На обращенных друг к другу поверхностях диска и котла-утилизатора установлены лабиринтные уплотнения, 2 ил. воздействия центробежных сил, что в совокупности снижает КПД цикла двигателя и надежность его в работе.Цель изобретения - .,увеличение КПД цикла и повышение надежности,Предложенный реактивный ротаторный двигатель, содержащий компрессор с реактивным приводом, выполненным в виде камер сгорания, каждая из которых имеет реактивное сопла, з крепленное на ободе полого диска, полый диск посажен жестко на вал с выходом на привод одного электрогенератора, отличается тем, что, с целью увели чения КПД цикла и повышения надежности, двигатель снабжен паровым котлом-утилизатором, выполненным в виде кольцас окнами для выхода газа, концентричноразмещенного относительно обода диска и имеющего полости для циркуляции жидкости и получения пара на привод другого электрогенератора, торообразными емкастями для 1 оплива и для чхладителя, размещенными о полости диска, упрччняюьцимитрчссами, закрепленными на диске, реактивный причод снабжен рубашкчй чхлаждения и установленными в ней фчрсункамиподачи чхладителя, выходные отверстия кчтчрых ориентированы на поверхность камеры сгчрания, причем оыхчд из рубашкичхлаждения совмещен с плоскостью выхчдного сечения реактивного сопла, а на чбра. щенных друг к другу поверхностях диска икчтла-утилизатчра установлены лабиринтные уплчтнения,На фйг, 1 схематически представлен реактивный рчтатчрный двигатель; на фиг. 2 -разрез Л-А фиг. 1,Реактивный рчтатчрный двигатель счдержит реактивный привод 1, выполненныйв виде камер сгорания, каждая иэ которыхимеет реактионче счплч, закрепленнче наободе г 1 члчго диска 2, диск 2 закреплен жесткч на валу 3 с оыхчдчм на привод электрчгенератора М 1. Реактивный приочр 1 снабжен рубашкой охлаждения 7 и установленными в ней фчрсунками 8 подачи чхладителя, выходные отверстия кчгчрых ориентированы на поверхность камеры сгчрания, причем выход из рубашки чхлаждения счвмещен с плчскчстьч выходного сечения реактивного сопла, в реактивномприводе 1 в камере сгчрания установлены фчрсунки 9. В полости диска 2 выполненытчрччбразные емкости для топлива 10 и для чхладителя 11, емкость 10 связана трубчпрчвчдчм с фчрсункчй 9, емкость 11 связанатрубопроводом с фчрсункчй 8, через вал 3 пролчжены каналы для подпитки емкостей 10 и 11, конструктивные элементы, подвергающиеся центробежной нагрузке. дчпчлкительно укреплены тросами 13. Двигатель снабжен парчоым кчтлчм-утилизатчрчм 14, выпчлненным в оидч кольца с окнами 15 дляоыхчда газа, кчнцентричнч размещенногочтнчсительнч обода диска 2 и имеющегополости 12 для циркуляции жидкчсти и парччбразчоания на привод электрчгенератчра К. 2, а на чбра-щенных друг кдругу пчверхнчстях диска и кчтла-утилизатчра установлены лабиринтные уплотнения 18, Воздухозаборник 19 реактивного привода 1выполнен на боковой стороне диска 2 пчодну стчрчну обода диска 2 и пч прямой соединен с камерой сгчрания, а камера сгчрания пчпрямчй соединена с реактивнымсоплом, закрепленным на ободе диска 2 взоне парчвчгч кчтла-утилизатчра 14. На фиг. 2 изображен вид А-А с кчмпрессором, Между наружными поверхностямидиска 2 и чбечайки 4 кчтла-утилизатчра 14 и лабиринтнгями уплчтнениями 18 выполнен5101520 30 35 40 45 кчльцевчй канал для пропуска воздуха о воздухозаборник 19, рядом с воздухозабчрниками 19 оыпчлнены направлячщие неподвижные лопатки 5, которые закреплены пч кольцу с чбечайкчй 4, рядом с направляющими лопатками 5 установлены рабочие лчпасти турбины 6, которая расположена на валу 3 и связана с приводом пчсредствчм редуктора,П р и м е р, Реактивный рчтатчрный двигатель содержит реактивный привод 1, оыпчлненный в виде камер сгорания, каждая из которых имеетреактивнче счплч, закрепленнче на ободе полого диска 2, диск 2 жестко посажен на вал 3 с выходом на привчд электрчгенератчра М". 1, реактивный . привод 1 снабжен рубашкой охлаждения 7, в которой установлены фчрсунки 8 подачи чхладителя, выходные отверстия которых ориентированы на поверхность камеры сгчрания, причем выход иэ рубашки чхлаждения счвмещен с плоскостью выходного сечения реактиончгч сопла, чтч дает прирост реактивной тяги парччбраэчванием сч взрывным характером в рубашке чхлаждения, где увеличена эФфективность вэрывнчгч парччбразчвания, где чхладитель пчд давлением разрушае 1 образовавшуюся газчвую прослойку в месте соприкасания чхладителя с поверхностью камеры сгчрания; исходящие иэ рубашки чхлаждения прчдукты чхладителя сообщают прирост реактивной тяги, при этом не влияя на температуру рабочих гаэчв в камере сгчрания и сопла реактивного привчда 1; для пропуска расхчда очздуха в камеру сгчрания реактивнчгч привода 1 на бчкчвчй стороне диска 2 пч одну сторону обода выполнен вчэдухчзабчрник 19 и пч прямой соединен с камерой сгорания, а камера сгорания пч прямой счединена с реактивным соплом эакрепленнчм пч другую сторону на ободе диска 2, чтч уменьшает сопротивление и уменьшает пчтери энергии; в полости диска 2 размещены тчрочбразные емкости для топлива 10 и чхладителя 11, упрччняющими тросами 13 закрепленными на диске 2, емкость 10 связана трубопроводом с фчрсунками 9, емкость 11 связана трубопроводом с фчрсункамл 8, через вал 3 проложены каналы для пчдпитки емкостей 10 и 11, этч повышает надежность и улучшает динамичесюю характеристику, тчрччбразные емкости с жидкостью гасят вибрацию и пчд давлением подают жидкость на фчрсунки в камеру сгчрания и в рубашку охлаждения, чтч анулирует насосы и упрощает конструкцию; с целью увеличения КПД цикла и пчвышения надежности двигатель снабжен даровым котломутилизатчрчм 14 выпчлненным в виде(низкое давление) среды по кольцу движения реактивных сопел в паоовом котле-утилизаторе 14, где разреженная среда на срезе реактивного сопла резко повысила эффективность реактивной тяги и КПД кэмеры сгорания реактивного привода 1; для пропуска необходимого расхода воздуха в воздухозаборник 19 реактивного привода 1 выполнен кольцевой канал обечайкой 4, ободом и боковой поверхностью диска 2,лэббиринтным уплотнением 18, ободом и боковой поверхностью диска 2, лэбиринтынм уплотнением 18, направляющими лопатками 5 и турбиной б, котоэря расположена на валу 3 и связана с приводом через редуктор,Реактивный ротаторный двигатель при водится в действие стартовым устройством- посредством вала 3 приведен во вращательное движение диск 2 с тораобразными емкостями 10 и 11, под действиегг центробежной силы,под давлением из тороабрзз ных емкостей 10 и 11 подается к форсункам 55 9 топливо и к форсункам 8 охладитель, В реактивном приводе 1 от свечи зажигания топливная смесь в камере сгорания воспламенилась и газы, исходя из реактивного сокольца с окнами 15 для выхода газа, концентрично размещенного относительно ободадиска 2 и имеющего полости 12 для циркуляции жидкости и парообразования с выходом пара на привод электрогенератора М 2, а на обращенных друг к другу поверхностяхдиска 2 и котла-утилизатора 14 установлены лабиринтные уплотнения 18, что в совокупности дает разреженную среду в зоне парового котла-утилизатора 14 на выходереактивного сопла, что увеличивает эффективность тяги реактивного привода 1 крометого, увеличена эффективность утилизациитепловой энергии газов, исходящих из реактивного сопла реактивного привода 1, так как форма и кон центричное размещение парового котла-утилизатора 14 относительно обода с реактивными соплами диска 2 увеличило площадь парообразования по кольцу парового котла-утилизэтора, где получена возможность исходящим из реактивного сопла газам по прямой без потерь тепловой энергии втупать в контакт с поверхностью теплообменэ парового котлэ-утилизаторз с завыхрением, где уменьшена скорость выхода газа с выходных окон 15 и увеличено время теплообменэ по кольцу в пунктах теплообмена проихсодит периодическая турбулизация пограничного слоя,чторезко повысило интенсивность теплообмена, и одновременно лабиринтным уплотнением 18 и выходными окнами 15 по кольцу, которые соединены с известной вытяжной дымовой трубой; обеспечено разрежение 1015 2025 пла, сообщили реактивной тягой вращение диску 2 и посредством выходного вала 3 приведен в действие электрогенератора М 1, упрочнягощие троссы 13, закрепленные на диске 2, увеличили прочность и надежность устройства, Форсунки 8 в рубашке охлаждения реактивного приводз 1 выходными отверстиями ориентированы на поверхность камеры сгорания, а выход из рубашки охлаждения совмещен с плоскостью выходного сечения реактивного сопла, например, охладитель вода, под давлением распиленная струя воды изотверстий форсунок 8 разрушает образовавшуюся газовую (паровую) и рослой ку между поверхностью камеры сгорания и жидкостью охладителя и при темпеоэтчое поверхности камеры сгорания 380-374 С при данной температуре обеспечена надежность конструктивных материалов на прочность) вода испаряется со взрывным характером, минуя фазу кипения и парообразование со взрывным характером исходит через выход рубашки охлаждения, сообщая прирост реактивной тяги реактивного привода 1, при этом не влияя нз температуру рабочих газов внутри реактивного сопла; необходимое количество пропуска расхода воздуха в камеру сгорания реактивного привода 1 обеспечил воздухозаборник 19 при помощи компрессора; 15 частей воздуха и одна часть керосина в камере сгорания дают температуру горения С, что, увеличило тягу, так как тяга растет с температурой газов. Получен прирост реактивной тяги, что увеличило мощность нз валу 3, который привел в действие электрогенератор М 1, но в исходящих газах из сопла реактивного привода 1 содержится до 70 оь тепло.- вой энергии, концентричное размещение парового котла-утилизатора 14 относительно обода с реактивными соплами диска 2 реэко повысило эффективность утилизации тепловой энергии, при вращении диска 2 исходящие газы из сопла реактивного привода 1 в виде факела пламени по прямой без потерь тепловой энергии соприкасаются с развитой поверхностью теплообменных элементов полостей 12 по кольцу с завихрением и выходят с малой скоростью через выходные окна 15 по кольцу в вытяжную дымовую грубу охлажденными, что увеличило количество получаемого пара в единицу времени от единицы топлива, полученный пар посредством парового двигателя при-. вел в действие электрогенератор й". 2,Подпитка емкостей 10 и 11 производится через каналы, которые проложены через вал 3, кэк в стэтическом,так и в динамическом состоянии. Ось вращения вала 3 расположена в вертикальной плоскости, что улучшило динамическую характеристику устройства. Формула изобретения Реактивный ротаторный двигатель, содержащий компрессор с реактивным приводом, выполненным в виде камер сгорания, каждая из которых имеет реактивное сопло, закрепленное на ободе полого диска, периферийную.турбину, связанную по газу с выходом реактивного привода, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью увеличения КПД цикла и повышения надежности, двигатель снабжен паровым котлом-утилизатором, выполненным в виде кольца с окнами для выхода газа, концентрично размещенного относительно обода диска и имеющего полости для циркуляции жидкости, торообразными емкостями для топлива и охладителя, разме щенными в полости диска, упрочняющимитросами, закрепленными на диске, реактивный приводснабжен рубашкой охлаждения и установленными в ней форсунками подачи охладителя, выходные отверстия которых 10 ориентированы на поверхность камеры сгорания, причем выход из рубашки охлаждения совмещен с плоскостью выходного сечения реактивного сопла, а на обращенных друг к другу поверхностях диска и кот ла-утилизэтора установлены лабиринтныеуплотнения,1747731 Составитель Е. Гарбузедактор Н.Каменская Техред М,Моргентал Ко ектор М.Дрр ч ина, 101 зводственно-издательскии комбинат "Па ет "патент" г Ужгоогд у аз 2485об етениям и открь гиям при ГКНТ СССРВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и р113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5