Парогазовый жидкопоршневой двигатель

(56) Авторское свидетельство СССР ЛЬ 615198, кл. Р 01 К 19/08, 1911.Заявка на патентЬЬ 4901327/06, кл. Р 01 К 19/08, 10.01.91.Васильев А,С, и др. Закономерности истечения струй газа в жидкость, ТОХТ, 1910, т,Ч, М 5.Гликман Б.Ф. Экспериментальное исследование конденсации струи пара в пространстве, за пол нен ном жидкостью, - Иэв. АН СССР, ОТН, Энергетика и автоматика, 1959, М 1.Кутателадзе С.С. и Старикович М,А. Гидродинамика гаэожидкостных систем. М.; Энергия, 1976.Воинов О.В. и Петров А.Г. Движение сферы переменного обьема в идеальной жидкости. Иэв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1971, М 5, с. 94-103.Левковский Ю.Л. Замыкание сферического гаэонаполненного пузырька вблизи границ, Акуст, ж. 1974, М 1. с. 62-66.(54) ПАРОГАЗОВЫЙ ЖИДКОПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ(51) Использование: в качестве привода насосов, вентиляторов, электрогенераторов. Сущность изобретения: парожидкостной канал и холодильник выполнены е виде двух коаксиальных труб. Верхнии участок внутренней трубы имеет форму конуса с вершиной, расположенной на входе в испаритель, Над отверстиями в основании конуса установлен клапан с запорным элементом, сопряженным с седлом. Верхняя часть всасывающей трубы подключена к камере, частично заполненной газовой смесью. В камере над уровнем жидкости установлено рабочее колесо гидратурбины, на лопатки к-рого направлен выходной участок нагнетательной трубы, выполненный в виде сопла, Вал гидротурбины имеет герметичный выход эа пределы камеры. В канале между трубами размещена вставка, выполненная е виде продольных каналов одинакового сечения и формы и установленных ниже уровня отверстий в верхней части внутренней трубы, Испаритель выполнен в виде цилиндричес кой полости,образован нойцилиндри ческими участками и двумя торцевыми заглушками. На внутренней цилиндрической поверхности испарителя жестко закреплены продольные ребра с перфорацией в виде зигзагообразной ленты. Ребра установлены с зазора)л относительно верхней заглушки. В заглушке со стороны полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси полости. Меньшее основание конического участка наружной трубы подключено к испарителю. 3 з,п. ф-лы, 6 илО Изобрловых двиггателямпоршнем,честве пр генераторов, а также двигателей х, колесных, летательных транспор.дств и других устройств.вестен парожидкостной двигатель, мащий последовательно соединенэсти тептно к движидким ние в каляторое,электроплавучи тных сре с дер Комитет Россиискои Федерации по патентам и товарным знакам тение относится к об этелей. а более конкре нешнего нагрева с может найти примен ивода насосое, вент 2300451 Сиые испаритель, парожидкостной канал. холодильник и нагиетательно-всасывающую трубу, заполненные жидкостью, выполняющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршня, а испаритель со стороны, противоположной парожидкостному каналу, соединен с последним дополнительным трубопроводом, который снабжен камерой. заполненной газовой смесь.Недостатком этого устройства является постепенное уменьшениЕ количества неконденсирующихся в диапазоне рабочих температур газов в рабочем объеме двигателя эа счет перехода части парогазовых пузырьков, образующихся в жидком поршне при осуществлении процессов термодииамического цикла, в нагнетательно-всасывающую трубу, в которой эти пузырьки всплывают уже не возвращаются в рабочую зону двигателя. Уменьшение же количества неконденсирующихся в диапазоне рабочих температур газов приводит к снижению эффективности термодинамического цикла за счет увеличения необратимых потерь.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является парогазовый жидкопорши евой двигатель, содержащий последовательно соединенные испаритель, парожидкостной канал, холодильник, нагнетательную и всасывающие трубы, парожидкостной канал и холодильник выполнены в виде двух коаксиальных труб, внутренняя иэ которых подключена к всасывающей трубе, а наружняя - к нагнетательной с образованием каналов 0-образной формы, верхний участок внутренней трубы имеет форму конуса с вершиной, расположенной на входе в испаритель. в основании которого выполнены отверстия, а верхняя часть всасывающей трубы подключена к камере, частично заполненной газовой смесью, в которой над уровнем жидкости установлено рабочее колесо гидротурбины, на лопатки которого направлено выходное отверстие соплового участка нагнетательной трубы, а вал турбины имеет герметичный выход эа пределы камеры, при этом в парогазожидкостном канале между внутренней и наружной трубами размещена вставка, выполненная в виде продольных каналов одинакового сечения и формы, причем часть объема испарителя заполнена смесью пара рабочей жидкости и иекоиденсирующихся в диапазоне рабочих температур газов.Недостатком этого устройства является неполное использование давления парогазовой смеси для создания напорного движе 35 40 45 50 конец внутренней трубы подсоединен к всасывающей трубе с образованием канала 0- образной формы, а нижний конец наружной трубы подсоединен к нагиетательной трубе меньшего сечения также с образованием канала О-образной формы, верхний участок внутренней трубы имеет форму конуса с вершиной, расположенной на входе в испаритель, в основании которого выполнены отверстия, а верхняя часть всасывающейтрубы подключена к камере, частично заполненной газовой смесью, в которой над уровнем жидкости установлено рабочее колесо гидротурбины, на лопатки которого направлен выходной участок нагнетательной трубы, выполненный в виде сопла, а вал турбины имеет герметичный выход эа пределы камеры, при этом в парогазожидкостном канале между внутренней и наружной трубами размещена вставка, выполненная ваиде продольных каналов одинакового сечения и формы, установленная ниже уровня отверстий в верхней части внутренней трубы. В предложенном двигателе испаритель выполнен в виде цилиндрической полости, образованной цилиндрическим участком и ния жидкости во время рабочего хода, поскольку часть этого давления теряется наперемещение жидкости во всасывающейтрубе, Кроме этого, при большой единичной5 мощности двигателя перепады давления вего рабочем объеме, включающем испаритель, будут достаточно большими, что потребует повышение механической прочностиэлементов конструкции испарителя. Меха 10 ническая прочность конструкции испарителя по прототипу сравнительно невысокая.Для повышения ее механической прочностинеобходимо увеличить толщину стенок испарителя, а это, в свою очередь, приведет к15 увеличению их термического сопротивления и, следовательно, к снижению эффективности использования теплоты оттеплового источника,Целью изобретения является повыше 20 ние энергетической эффективности и надежности работы и снижениевесогабаритных характеристик двигателя,Поставленная цель достигается тем, чтов парогазовом жидкопоршиевом двигателе,25 содержащем последовательно соединенные испаритель, парогазожидкостной канал, холодильник, нагнетательную ивсасывающую трубы. заполненные рабочейжидкостью, причем часть объема испаритеЗ 0 ля заполнена смесью пара рабочей жидкоСти и иекондеисирующихся в диапазонерабочих температур газов, а парожидкост.ной канал и холодильник выполнены в видедвух коаксиальных труб, при этом нижний5 10 15 20 30 35 40 45 50 55 двумя торцевыми заглушками, в нижней из которых со стороны парожидкостного канала выполнено отверстие, на внутренней цилиндрической поверхности испарителя жестко закреплены продольные перфорированные ребра в виде зигзагообразной ленты, ребра установлены с зазором по отношению к верхней заглушке, а которой со стороны полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси полости, участок наружной трубы, примыкающий к испарителю, имеет коническую форму, меньшее основание которого подключено к испарителю, при этом камера расположена выше уровня испарителя, а в верхней части внутренней трубы под отверстиями установлен клапан с запорным элементом, сопряженным с седлом, в виде которого выполнено выходное отверстие внутренней трубы перед коническим участком. Кроме этого. клапан может быть выполнен в виде сильфона, заглушенного с обеих торцев и размещенного внутри внутренней трубы над боковыми отверстиями, при этом нижний торец полости жестко соединен с внутренней трубе , а верхний жестко соединен с запорным элементом в виде диска, расположенного под нижним торцом полости, причем сильфонная полость клапана заполнена газом, неконденсирующимся в диапазоне рабочих температур, Клапан также может быть выполнен в форме конуса с основанием, выполняющим роль запорного элемента, по периметру которого закреплены. по крайней мере, три направляющих штыря, подвижно установленных в отверстиях седла, на концах которых установлен ограничитель перемещения клапана, Запорный элемент клапана может быть также выполнен в виде диска, между которым и основанием конического участка внутренней трубы размещена пружина.Сопоставительный анализ заявляемого решения и прототипа показывает. что пэро- газовый жидкопоршневой двигатель отличается от известного испарителем, выполненным в виде цилиндрической полости, образованной цилиндрическим участком с двумя торцевыми заглушками, в которой на цилиндрической поверхности жестко закреплены продольные перфорированные ребра в виде зигзагообразной ленты, а ребра установлены с зазором по отношению к верхней заглушке, в которой со стороны полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси голости. Данная конструкция испарителя имеет высокое отношение площади теплообменной поверхности испарителя к ее обьему и одновременно обладает более высокой механической прочностью по сравнению с прототипом при одной и той же толщине стенки. так как цилиндрическая с 1 енка имеет более высокую механическую прочность по сравнению с прототипом.Указанное преимущество предложенного испарителя позволяет эффективно использовать при более высоких перепадах давлений в полости испарителя и меньшей толщине стенки, что обеспечивает лучшие условия для передачи тепла от источника к рабочему телу, а также повышает надежность его работы. Выполнение же зазора между продольным оребрением и торцевой заглушкой, а также выполнение в торцевой заглушке рассекателя, позволяет направлять струи рабочей жидкости и капли на внутреннюю цилиндрическую поверхность испарителя, имеющую наиболее высокую температуру, где происходит их интенсивное испарение и нагревание пара до состояния перегретого, который после испарения нагревается не только на цилиндрической поверхности, но также при контакте с продальными ребрами. Перфорация ребер повышает устойчивость работы испарителя, а следовательно, и двигателя в целом за счетисключения образования автономных каналов, Отсутствие перфорации в ребрах привело бы к тому, что каждый канал начал бы работать как самостоятельный испаритель независимо от работы соседних каналов.Поскольку количество жидкости, поступающей в каждый канал в виде брызг иструй, в этом случае будет неодинаковым, то и количество образующегося пара в каждом из них и продолжительность его генерациитакже будет неодинаковой, что привело бы к нарушению устойчивости работы двигателя. Огличие также состоит в том, что на выходном участке внутренней трубы установлен клапан, обеспечивающий открытие и закрытие выходного отверстия внутренней трубы в зависимости от давления в рабочем обьеме двигателя. Установка клапана на выходном отверстии внутренней трубы позволяет использовать работу расширения парогазовой смеси полностью на разгон жидкости в нагнетательном канале, которая затем направляется через сопло нарабочее колесо турбины, т,е. введение клапана позволяет увеличить эффективность преобразования тепловой энергии в механическую. Кроме этого, установка клапана на выходном отверстии внутренней трубыобеспечивает более эффективную конденсацию пара и охлаждение газа в конце рабочего хода, поскольку клапан открывается в конце процесса расширении парогазовой смеси и холодная жидкость из внутренней510 20 25 30 35 40 55 трубы поступает в рабочий обьем и обеспечивая тем самым эффективный контактный теплообмен между жидкостью, паром и газом, обеспечивая более полную конденсацию пара и охлаждение газа.На фиг. 1 изображена принципиальная схема парогаэового жидкопоршневого двигателя; на фиг, 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел выходного участка внутренней трубы, содержащий клапан с замкнутой сильфонной полостью; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - узел выходного участка внутренней трубы с обратным клапаном; на фиг. 6 - сечение В-В на фиг. 1.Двигатель содержит последовательно соединенные испаритель 1, парогаэожидкостной канал 2 и холодильник 3. Испаритель 1 выполнен в виде цилиндрической полости, образованной цилиндрическим участком 4 и двумя торцевыми заглушками, в нижней 5 иэ которых со стороны парогазожидкостного канала 2 выполнено отверстие, а в верхней 6 со стороны цилиндрической полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси полости, На внутренней поверхности цилиндрического участка 4 испарителя 1 жестко закреплены продольные перфорированные ребра в виде зигзагообразной ленты 7, ребра установлены с зазором по отношению к верхней заглушке 6, Парогазожидкостной канал 2 и холодильник 3 выполнены в виде двух коаксиальных труб, при этом нижний конец внутренней трубы 8 подсоединен к всасывающей трубе 9 с образованием канала О-обрэной формы, а нижний конец наружной трубы 10 парогазожидкостного канала 2 подсоединен к нагнетательной трубе 11 меньшего по сравнению с межтрубным пространством сечения также с образованием канала 0-образной формы,Участок 12 наружной трубы 10, примыкающий к испарителю 1, имеет коническую форму, меньшее основание которого подключено к испарителю 1. В верхней части внутренней трубы 8 установлен клапан, Предлагается три варианта выполнения клапана. Клапан может быть выполнен в виде сильфонной полости 13. размещенной внутри внутренней трубы 8 в промежутке между коническим участком с основанием 14 и отверстиями 15 внутренней трубы 8. При этом нижний торец сильфонной полости 13 жестко соединен с внутренней трубой 8, а верхний торец жестко соединен с запорным элементом 16 через стойки 17. Во внутренней трубе 8 под запорным элементом 16 выполнено седло 18, Клапан также может быть выполнен е виде обратного клапана, содержащего запорный элемент 16, сопряженный с седлом 18, Между запорным элементом 16 и основанием конического участка 14 установлена пружина 19. Третьим вариантом клапана является обратный клапан, имеющий конический элемент 20 с основанием, выполняющим роль запорного элемента, по периметру которого закреплены по крайней мере три направляющих штыря 21, подвижно установленных в отверстиях седла 18, на концах которых установлен ограничитель 22 перемещения клапана. Верхняя часть всасывающей трубы 9 подключена к камере 23. Часть объема испарителя 1, парогазожидкостной канал 2,всасывающая 9 и нагнетательная 11 трубы и часть объема камеры 23 заполнены рабочей жидкостью 24, Другие части испарителя 1 и камеры 23 заполнены смесью неконденсирующихся в интервале рабочих температур газов 25. В камере 23 над уровнем рабочей жидкости 24 установлено рабочее колесо 26 гидротурбины, а вал 27 рабочего колеса 26 гидротурбины имеет герметичный выход эа пределы камеры 23. Часть теплообменной поверхности холодильника 3 размещена на участке нагнетательной трубы 11, которая герметично введена в камеру 23, выход которой установлен соосно с рабочим колесом 26 гидротурбины и подключен к .сопловому аппарату 28, размещенному внутри рабочего колеса 26 в центральной его части и содержа;цему по крайней мере два сопла 29, На фиг, 6 изображен сопловой аппарат с четырьмя соплами, В парогазожидкостном канале 2 между внутренней 8 и наружной 10 трубами размещена вставка 30, выполненная о виде продольных каналов одинакового сечения и формы. Камера 23 размещена выше уровня испарителя 1,Парогаэовый жидкопоршневой двигатель работает следующим образом.Перед началом работы двигатель заправляют рабочей жидкостью, в в испаритель 1 и камеру 23 вводится нсконденсирующийся в диапазоне рабочих температур гаэ или смесь газов. Затем к рабочему телу в испарителе 1 подводится, а в холодильнике 3 от него отводится тепло,Жидкость рабочего тела закипает, а неконденсирующийся газ нагревается, что приводит к увеличению давления парогазовой смеси в испарителе 1. Под действием давления в рабочем объеме двигателя клапан эакрывает выходное отверстие внутренней трубы 8. В случае использования клапана с сильфонной полостью 13, давление в которой выбрано иэ условий его открытия в момент завершения рабочего хода жидкого поршня, повышение давления в испарителе40 45 50 55 1 выше давления в сильфонной полости 13 приведет к сжатию сильфо а, усилие с которого передается на эапорный элемент 16 через стойки 17, обеспечивая его перемещение до посадки на седло 18 внутренней трубы 8. Использование же обратных клапанов обеспечивает открытие и закрытие выходного отверстия внутренней трубы 8 в зависимости от давления в рабочем объеме. При повлшении давления в рабочем обьеме обратный клапан закрывает выходное отверстие внутренней трубы 8, а при понижении давления в конце рабочего хода обратный клапан открывает выходное отверстие внутренней трубы 8. Закрытие выходного отверстия внутренней трубы 8 во время рабочего хода жидкого поршня позволяет использовать работу расширения парогазовой смеси полностью на разгон жидкости и нагнетательном канале, которая затем направляется через сопла 29 соплового аппарата 28 на рабочее колесо 26 турбины, что повышает термодинамическую эффективность двигателя. Под действием давления парогазовой смеси рабочая жидкость перемещается по межтрубному пространс ву парогазожидкостного канала 3 через каналы вставки 30 и по каналу холодильника 3, а затем поступает соответственно во всасывающую 9 и нагнетательную 11 трубы. Б результате замыкания конца нагнетаельной трубы 11 на всасывающую через соплопой аппарат 28 и рабочее колесо 26 турбины, размещенных в камере 23, обеспечивается, во-первых, преобразование кинетической энергии струи жидкости в крутящий момент на валу 27 рабочего колеса 26 турбины, во-вторых, циркуляцию рабочей жидкости в контуре парогаэового жидкопорш невого двигателя и, в -третьих, насыщение рабочей жидкости 24 неконденсирующимся в диапазоне рабочих температур газом или смесью газов струями жидкости, выходящими с лопаток рабочего колеса 26, которые при ударе о поверхность жидкости 24 захватывают газ, причем размещение камеры 23 в наиболее холодной части контура двигатег озволяет обеспечить максимальное насыщение рабочей жидкости неконденсирующимся газом,Процесс расширения паровой смеси над жидкостью в парогаэожидкостном канале 2, как показали исследования на стеклянных моделях, протекают по принципу затопленных парогаэовых струй с образованием в жидкости в конце рабочего хода парогазовых пузырьков и образова:ием значительного прогиба поверхности жидкости с увеличением площади этой поверхности. Это позволяет интенсифицировать процесс конденсации отработанного пара в 5 10 15 20 25 30 35 конце рабочего хода за счет увели ения теплообменной поверхности между паром и жидкостью при образовании конуса конденсации и паровых пузырьков. Интенсификация процесса конденсации отработанного пара ускоряет этот процесс и обеспечивает более полную конденсацию. При этом часть образовавшихся пузырьков будет уноситься с жидкостью в нагнетательную трубу 11, а иэ нее в камеру 23, После конденсации отработанного пара, охлаждения неконденсирующегося газа и отвода тепла от рабочей жидкости в холодильник 3 давление в рабочем объеме понижается до значения, при котором происходит срабатывание клапана и от крытие выходного отверстия внутренней трубы 8. Холодная жидкость из выходного отверстия внутренней трубы 8 попадает в рабочую полость с отработанной парогазовой смесью, что приводит к конденсации Отработанного пара, оставшегося в рабочем обьеме, и охлаждению газа. В результате, давление в рабочем объеме станет еще ниже, а перепад давления в термодинамическом цикле станет выше. что приведет к повышению термодинамической эффективности двигателя. Кроме этого, дополнительное снижение давления в рабочем объеме двигателя приведет к более ускоренному движению жидкого поршня при обратном ходе к испарителю. На этом завершается процесс рабочего хода. Под действием перепада давления между давлением в камере и рабочем объеме, а также гидростатического столба жидкости начинается обратное движение жидкости в обоих 0-образных каналах в сторону испарителя 1,Увеличение количества пузырьков, образующихся в жидкости в конце рабочего хода при размещении в парогазожидкостном канале 2 вставки 30 с продольными каналами одинаковой формы и сечения, заполняющих все сечение межтрубного пространства, обусловлено следующим. Образование пузырьков в жидкости, движующейся по гладкому каналу под действием расширяющегося парогазового потока, возможно только при определенных условиях, аналогичных тем, которые имеют место в.затопленных парогазовых струях, когда в вершине конуса затопленной парогазовой струи эа счет завихрений образуются пузырьки, движующиеся вдоль оси потока, при этом чем больше диаметр парогазожидкостного канала, тем соответственно меньшее количество пузырьков будет приходиться на единицу площади сечения канала, так как в затопленных струях пузырьки формируются только в вершине ко 2000451иуса затопленной струи. Как показали исследованил на стеклянных моделях при использовании в качестве рабочей жидкости воды, а в качестве парогазовой смеси - пэро воздуш ной смеси, пуз ы рыси в жидкости, движущейся по парогазожидкостиому каналу 2, начинают образовываться уже при диаметрах 4 мм. Поэтому чем больше будет затопленных струй, тем больше количество пузырьков будет образовываться на единицу площади сечения парогазожидкостного канала 2. Выбор количества каналов во вставке 30 будет определяться единичной мощностью двигателя, причем чем больше мощность двигателя, тем большее количество пузырьков требуется для обеспечения эффективной регенерации тепла отработанного парэ и образования требуемого количества пара в испарителе 1 при струйном впрыске в испаритель жидкости в виде брызг и струй при разрыве пузырьков на границе раздела фаз. Поэтому для увеличения единичной мощности двигателя необходимо увеличивать площадь сечения межтрубного пространства парогаэожидкостного канала 2 и количество образующихся пузырьков, так как каждый канал оставки является источником образованид пузырьков,При обратном ходе жидкого поршня под действием перепада давления на его концах и гидростатического напора жидкость во внутренней трубе 8, изсыщениэя неконденсирующимся газом в камере 23, будет двигаться к испарителю 1 со зизчительно большей скоростью, чем жидкость о межтрубном пространстве, так как площадь сечения межтрубного пространства больше сечения внутренней трубы 8, Поскольку жидкость, движущаяся во внутренней трубе 8, является более холодной, чем жидкость о межтрубном пространстве, то при своем движении о сторону испарителл 1 она будет отбирать теплоту от жидкости, движущейся в межтрубном пространстве, обеспечивая процесс регенеративного подогрева рабочей жидкости во онутренней трубе О, движущейся в сторону испарителя 1. Нагрев насыщенной неконденсирующимся газом жидкости сопровождается выделением из нее газа в виде пузырьков и испарения о них жидкости эа счет чего пузырьки будут увеличиваться в размерах. При понижении дэопения в рабочем обьеме. а следовательно, и в жидкости, движущейся в парогзэожидкостном канале 2, пузырьки со вмесью газов являются очагами испарения в них окружающей рабочей жидкости и аккумулируют ее тепловую энергию, Испарение рабочей жидкости о обьемы пузырьков сопрооождэ 10 25 30 35 40 45 15 20 ется ее охлэждснием, п результате чего умеиьцэстсл копичес) ео ) елоты. передэоаемой от рабочего тслз окрущэющей среде о холодильнике 3.Таким образом, о предложенном двигателе осуцестоллетсл двухступенчатая регенерация .теплоты, что существенно повышает его термодиэмичсскую эффективность. После ззосршеиил рабочего хода жидкосо поршл жидкость из внутренней трубь 8 поступает н мсктрубное пространство, обеспечивая коидеисэцио оставшегося в ием парэ, охлаждение неконденсирующегосл гзэа и пополнял обьем жидкости о межтрубиом пространстве и нагнетзтельиой трубе 11 о количестве, равном количеству жидкости, выходящей иэ нзгиетэтельиой трубы 11 оо время рабочего хода, Затем оиз смсшеэется с жидкостью, движущейся по мектрубиому пространству о второну испзрителл 1. При гриближеиии гргиицы раздела фзэ к испзритепо 1 с ее пооерхиости о исцзрцтспь начинают лететь брызги от лопнувших пузырьков, всплывающих э пооерхос 1 ь иэ к 1 дкост и, Г 1 зрообрэзоозиие жидкости из тецлообмениой пооерхиос)и исцзритепл проедст к повышению дзолсиил цзрогззооой смеси о рабоче)1 бье 1 с, При 5 гпи 1 дзолеиил о рзбочем обьеме произойдет концентрация пузырьков у границы рзэдсла фзэ при приблжегц)и ес к сцзр)тело 1 и их иссимметрцчиое схлоцыоэнис с обрэзооанием высокоскоростных струй из .ружзющей пузырьки кидк)с) и,ГЛсхзи 131 бтзооз 5 таких струй тодГ)0 о рзссмотрси о робоэх ,б, 7), Эти струи црактцческмгиооеино попадают о исцзртель 1 иэ рзэогцую теплообмеиную поосГ)хиость и расцредсплютсл цо ее поверхности. Грыэги и струи, цоцздэющие нз рзссскзтель о верхней ззпушкс 6 испэрителя отбрзсыоаотсл к шутрсиией цилиндрической поверхности исцаритепя 1 и расцрсделлютсл по ео цоеерхцости. В результзтс жидкость т)огздает не только иа п)одольцье рсбрз 7, ио тзккс нэ цилиндрическую цоо(рхость сцзритепч 1, Воэможио также, что при дпижеиии рабочей жидкости к исцз 0 телю 1 часть ее, изсыщеиизл пзрогазо)ыми пэ,р,кзми, о виде пены частично войдет и спз)1 тель 1, Однако о обоих случаях о сцзрель попадет ограничеииос дозроозииое количество жидкости. которзл полисе:ю цсцзрястсл иэ тецлообмс иной цопсрхест, з эзтем вместе с газом иэгреозетсл дз более оысоких температур,цри которых цзр стпотитсл перегретым,что обсспсчиозсболее высокие температуры и д.(э)пс. пзт)гээо)ой 1 смеси, чем опаровом жидкопоршневом двигателе, Жидкий поршень при обратном ходе останавливается у входа в испаритель 1 иэ-за резкого увеличения давления в рабочем объеме испарителя. Перед входом в испаритель 1 пузырьки сжимаются с повышением термодинамического потенциала их содержимого, которое выбрасывается из жидкого поршня в испаритель с образованием брызг и струй, возвращая тем самым в зону нагрева парогазовую смесь повышЕнного потенциала для повторного использования, а также дозированное количества жидкости, которая полностью переходит в пар,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 В качестве источника тепла для испарителя может использоваться солнечная энергия. Для этого испаритель помещают в фокус солнечного конденсатора. Кроме этого, испаритель может нагреваться путем помещения его в топку теплогенератора, в которой может сжигаться газообразное. жидкое или твердое топливо. Тепло от стенок испарителя 1 и ребер, установленных в ега полости, передается к рабочему телу двигателя. ПерФорация ребер повышает устойчивость работы испарителя, а следовательно и двигателя в целом, за счет исключения образования автономных каналов. Отсутствие перфорации в ребрах привело бы к тому, чта каждый канал начал бы работать как самостоятельный испаритель независима от работы соседних каналов. Поскольку количество жидкости, поступающей в каждый канал в виде брызг и струй, в этом случае будет неодинаковым, то и количество образующегося пара в каждом из них и продолжительность ега генерации также будут неодинаковыми, что привело бы к нарушению устойчивости работы двигателя.Таким образом, предложенный парогазовый жидкопоршневой двигатель обладает 55 На этом завершаются процессы обратного хода, после чего термодинамический цикл повторяется в указанной последовательности.Унас из рабочего обьема с пузырьками неконденсирующегося газа в процессе рабочего хода компенсируется постоянным подводом такого же количества неконденсирующегося газа в рабочий объем с жидкостью, насыщенной этим газом, подаваемой па внутренней трубе 8 во время обратного хода, что позволяет поддерживать в рабочем объеме постоянное количество неконденсирующегося газа, Это позволяет обеспечить высокую устойчивость и надежность работы двигателя,повышенной энергетической эффективностью, надежностью и компактностью.Фо рмула изобретения 1. Парогазовый жидкопоршневой двигатель, содержащий последовательно соединенные испаритель, парогазажидкостный канал, холодильник и нагнетательно-всасывающую трубу, заполненные жидкостью. выполняющей одновременно роль рабочего тела и жидкого поршня, и камеру, заполненную газовой смесью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что парогазожидкостный канал и холодильник выполнены в виде двух коаксиальных труб, при этом нижний конец внутренней трубы подсоединен к всасывающей трубе с образованием канала О-образной формы, нижний конец наружной трубы подсоединен к нагнетательной трубе меньшего сечения с образованием канала О-образной формы. а верхний участок внутренней трубы имеет форму конуса с вершиной, расположенной на входе в испаритель, в основании которого выполнены отверстия, над ними установлен клапан с запорным элементом, сопряженным с седлом, в виде которого выполнено выходное отверстие внутренней трубы перед коническим участком, верхняя часть всасывающей трубы подклгочена к камере, частично заполненной газовой смесью, в последней над уровнем жидкости установлено рабочее колесо гидротурбины, на лопатки которого направлен выходной участок нагнетательной трубы. выполненный в виде сопла, а вал гидротурбины имеет герметичный выход за пределы камеры, при этом в парогазожидкостном канале между внутренней и наружной трубами размещена вставка, выполненная в виде продольных каналов одинакового сечения и формы и установленная ниже уровня отверстий в верлней части внутренней трубы, а испаритель выполнен в виде цилиндрической полости, образованной цилиндрическим участком и двумя торцевыми заглушками, в нижней из которых со стороны парогазожидкостного канала выполнено отверстие, на внутренней цилиндрической поверхности испарителя жестко закреплены продольные ребра с перфорацией в виде зигзагообразной ленты, ребра установлены с зазором относительно верхней заглушки, в которой со стороны полости выполнен рассекатель с вершиной, расположенной на оси полости, а участок наружной трубы, примыкающий к испарителю, имеет коническую форму, меньшее основание которого подключено к испарителю,2. Двигатель по и, 1, о т л и ч э ю щ и йс я тем, что клапан содержит размещенную во внутренней трубе над боковыми отвер,1 стиями полость в виде сильфона, заглушенного с обеих сторон, при этом нижний торец полости жестко соединен с внутренней трубой, а верхний жестко соединен с запорным элементом в виде диска, расположенным под нижним торцом полости, причем сильфонная полость заполнена газом, не конденсирующимся в диапазоне рабочих температур.3. Двигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что клапан имеет форму конуса с основанием, выполняющим роль запорного элемента, по периметру которого закреплены по крайней мере три направляющих штыря, подвижно установленных в отвер стиях седла, на концах которых установленограничитель перемещения клапана.4 Двигатель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что запорный элемент клапана выполнен в виде диска, между которым и осно ванием конического участка внутреннейтрубы размещена пружина.2000451 22 РигХ Составитель И.Атман Техред М.Моргентал Редакто Корректор Л.Ливрин каэ 307 Про тельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 твенно Тираж Н 33035, Моск