Электрогидродинамическая роторная машина замкнутого цикла

Номер патента: U 4155

Опубликовано: 28.02.2008

Автор: Берюков Анатолий Семенович

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ЭЛЕКТРОГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ РОТОРНАЯ МАШИНА ЗАМКНУТОГО ЦИКЛА(71) Заявители Закрытое акционерное общество АЛСАН-БИЗакрытое акционерное общество ТермексБРИТСОН ТРЭЙД ИНК.(72) Автор Берюков Анатолий Семенович(73) Патентообладатели Закрытое акционерное общество АЛСАН-БИЗакрытое акционерное общество ТермексБРИТСОН ТРЭЙД ИНК.(57) 1. Электрогидродинамическая роторная машина замкнутого цикла, содержащая замкнутый гидравлический контур с насосом, роторный двигатель, в корпусе которого смонтирован вал с ротором, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены, по меньшей мере, четыре декомпрессионные камеры с каналами впуска, а также каналы выпуска, выполненные в корпусе и связанные с кольцевой гравитационной камерой, размещенной вокруг ротора между корпусом и сборной кольцевой оболочкой в виде, по меньшей мере, четырех сегментов, закрепленных на внутренней цилиндрической поверхности корпуса с возможностью их одностороннего перемещения посредством регулировочных винтов, пропущенных через выполненные в сегментах тарировочные отверстия,связывающие гравитационную камеру с каналами впуска и выпуска, отличающаяся тем,что вал ротора соединен посредством муфты с электрогенератором, а декомпрессионные камеры ротора в поперечном сечении выполнены в форме усеченных конусов с углом при 41552008.02.28 вершине в интервале(19-22), при этом меньшее основание конуса камеры сопряжено с каналом впуска, а расстояниемежду меньшим и большим основаниями конуса камеры составляет не менее (14-16)от длины впускных каналов, причем последние функционально связаны с гидравлическими аккумуляторами-накопителями, а выпускные каналы посредством трубопроводов соединены через выпускной коллектор с циркуляционной цистерной, которая системой трубопроводов с фильтрами грубой и тонкой очистки, посредством насосов высокого давления с автономным электроприводом, связана с гидравлическими аккумуляторами-накопителями, причем трубопровод последних снабжен перепускными клапанами и коллектором - распределителем, который связан с гидравлическими аккумуляторами-компенсаторами и подсоединен к ручному гидравлическому насосу высокого давления. 2. Электрогидродинамическая роторная машина замкнутого цикла, отличающаяся тем, что электрогенератор подключен к внешней распределительной электрической сети с нагрузкой через регулятор напряжения.(56) 1.96116284 А, 1998. 2.2005134491 А, 2007. 3.2295650 С 2, 2007. 4.02/092968 А 1, 2002. 5.2005/068839 , 2005. 6.2005/100778 , 2005 (прототип). Полезная модель относится к области машиностроения, энергетики, судостроения и предназначена для энергоснабжения устройств высокой мощности, например валов корабельных винтов, промышленных электрогенераторов и других подобных объектов техники. Известно устройство преобразования энергии в механическую энергию вращения ротора 1. Рабочее тело помещают в замкнутую полость ротора, охватывающую его ось вращения, стенки которой имеют, по крайней мере, одну криволинейную поверхность,образованную отрезком кривой линии. Для размещения рабочего тела используют кольцевую полость. В качестве рабочего тела, в частности, используют жидкость высокой плотности. Полость ротора сообщают с источником давления гидростатического давления и с системой охлаждения энергетических и технологических установок, а также с источником энергии с помощью камеры, охватывающей вал ротора и предназначенной для размещения энергоносителя. Ротор с полостью рабочего тела помещают внутри пустотелого и герметичного корпуса, соединенного с источником энергии, а энергоноситель пропускают через полость корпуса в полость ротора через торцевые стенки ротора, при этом полость в роторе используют в качестве теплообменного аппарата системы охлаждения энергетических, технологических и холодильных установок. В качестве кривой линии для формирования полости ротора используют спираль Архимеда или эвольвенту круга (окружности), или эллипс, или параболу, или гиперболу, или кардиоиду. Полость ротора сообщают с генератором теплоты, при этом ротор установлен в корпусе с помощью узла вращения и снабжен полостью для рабочего тела, которая выполнена замкнутой, охватывающей ось вращения и имеющей, по крайней мере, одну криволинейную поверхность из отрезка одной из указанных выше кривой линии. Полость ротора сообщена с источником энергии с помощью тепловой трубки. Тепловая трубка размещена в валу ротора или в торцевой стенке полости ротора, при этом полость ротора каналами в валу ротора соединена с камерой подачи рабочего тела и камерой отвода рабочего тела из полости ротора, а стенка корпуса снабжена полостью, предназначенной для размещения энергоносителя. 2 41552008.02.28 Камера для размещения энергоносителя имеет каналы для подвода и отвода энергоносителя, при этом ротор с полостью рабочего тела установлен в роторе механизма соосно этому ротору и жестко закреплен на нем, и снабжен генератором теплоты, а внутреннюю энергию рабочему телу в полости ротора сообщают путем подачи воды из водоема в устройство самотеком или принудительно. Недостатком известного технического решения является использование открытой системы подачи рабочей среды и низкоэффективная система теплообмена между ротором и корпусом, что снижает коэффициент полезного действия устройства. Предложена роторная гидравлическая машина с осевым входным и периферийным выходным патрубками 2. Машина содержит корпус, рабочий орган в виде ротора с гидравлическими каналами и соединенный с валом привода. Ротор выполнен в виде тел вращения, например полусферы или усеченного конуса с приемной камерой в узкой части ротора. Внутри объема ротора выполнены гидравлические каналы в виде многозаходных винтовых разветвляющихся и расходящихся от камеры к периферии спиралей. Выходы каналов расположены или на периферии в широкой части ротора, или на его торце. Гидравлические каналы в сечении имеют круглую или любую другую форму, причем винты спирали выполнены под углом, где 0 с заданным шагом от 0,5 до 1 высоты ротора вдоль его оси, а приемная камера выполнена в виде усеченного конуса. Недостатками такой роторной машины являются технологически сложно выполнимые гидравлические каналы ротора, а также недостаточно эффективное преобразование кинетической энергии рабочей среды в механическую энергию вращения ротора. В патенте 3 описан роторный гидравлический двигатель, содержащий источник внешней тепловой энергии, рабочие камеры, неподвижно расположенные относительно оси рабочего вала и заполненные жидким рабочим телом с непрерывно изменяющимися объемами в течение оборота рабочего вала. Механизм преобразования энергии расширения жидкого рабочего тела в механическую энергию вращения рабочего вала и распределительное устройство обеспечивают фазы наполнения, когда рабочие камеры подключены к питающей магистрали, и фазы вытеснения, в которых рабочие камеры подключены к сливной магистрали, а также промежуточные фазы, в которых рабочие камеры имеют минимальные объемы и отключены от обеих магистралей. Жидкое рабочее тело имеет коэффициент теплового объемного расширения больший, чем у стенок рабочих камер. Питающая магистраль, сливная магистраль, холодильник, предохранительные клапаны и трубопроводы, соединяющие рабочие камеры через предохранительные клапаны со сливной магистралью. Согласно изобретению распределительное устройство обеспечивает фазы объемного теплового расширения, в которых происходит преобразование тепловой энергии в механическую, при этом холодильник включен в гидравлическое соединение питающей и сливной магистралей, а внешняя тепловая энергия постоянно подводится к рабочим камерам. Рабочие камеры расположены по окружности с возможностью кругового движения, согласованного с вращением рабочего вала, а внешняя тепловая энергия подводится к рабочим камерам в фазе теплового объемного расширения. Недостатком такого гидравлического двигателя является низкий коэффициент преобразования тепловой энергии в энергию вращения ротора и, как следствие, невысокая экономическая эффективность двигателя. В патентной заявке 4 предложен роторный двигатель с вращающимися в камерах ротора поршнями, которые выполнены в форме четырехконечной звезды. Рабочее тело подают под давлением в камеры ротора и обеспечивают его вращение. Известен также роторный гидравлический двигатель с осциллирующими инерционными поршнями 5. Ротор двигателя содержит посаженные на шкворнях осциллирующие инерционные поршни в количестве не менее четырех, предпочтительно на плавающем подшипнике. Между ротором и корпусом двигателя выполнена кольцевая гравитационная камера, отделенная от ротора сборной втулкой, которая состоит, как минимум, из четырех сегментов, прикре 3 41552008.02.28 пленных к корпусу двигателя. Каждый сегмент втулки гравитационной камеры заканчивается предпочтительно с одного конца впускным отверстием, а с другого конца - двойным выпускным отверстием, создавая на стыке двух соседних сегментов лабиринтное уплотнение. Корпус двигателя содержит также две пары контрольных окон, одна пара окон размещена в зоне холостого хода инерционного поршня, а вторая пара окон - в рабочей зоне инерционного поршня. Каждый инерционный поршень снабжен каналом для смазки подшипника поршня. Гравитационная камеры выполнена с возможностью регулировки ее объема посредством регулирующего винта. Недостатком известных технических решений является технологическая сложность изготовления ротора и невысокая эксплуатационная надежность таких конструкций в целом. Известен также импульсный гравитационно-инерционный двигатель замкнутого цикла, который и выбран в качестве прототипа 6. Двигатель содержит корпус с размещенным в нем ротором. На внешней цилиндрической поверхности ротора выполнены декомпрессионные камеры в количестве не меньше четырех. Каждая пара камер выполнена с возможностью периодического сообщения с каналами впуска и выпуска рабочего тела. Каналы высокого давления размещены в корпусе двигателя перпендикулярно к внешней образующей цилиндрической поверхности ротора и связаны с камерами впуска,которые выполнены в форме усеченного конуса эллипсоидальной формы. Декомпрессионные камеры в поперечном сечении выполнены в форме эллипса, при этом отношение диаметра ротора рот. к диаметру декомпрессионной камеры дк. выбрано из расчета от.9 дк. Длина канала впуска составляет не более 85 длины хода декомпрессионной камеры в рабочем цикле по внешней образующей цилиндрической поверхности ротора. Суммарный объем декомпрессионных камер вместе с объемом каналов впуска в фазе рабочего цикла составит не более 95 максимального объема рабочего тела, закачиваемого в фазе рабочего цикла для обеспечения привода двигателя. Величина углового перемещения декомпрессионной камеры в рабочей фазе за один оборот ротора составляет (722), а величина ее углового перемещения в мертвой зоне - (202). В корпусе двигателя размещена гравитационная камера, образованная между внутренней цилиндрической поверхностью корпуса и специальной оболочкой в виде втулки,закрепленной на внутренней цилиндрической поверхности корпуса с возможностью плотного прилегания к цилиндрической поверхности ротора. Втулка выполнена сборной из четырех сегментов, которые монтируются посредством крепежных болтов с дистанционными втулками, обеспечивающими образование указанной цилиндрической полости. Каждый сегмент втулки снабжен тарировочным отверстием с регулировочным болтом для обеспечения одностороннего перемещения сегмента. Величина указанного перемещения задается регулировочным болтом. Торцы сегментов снабжены пазами с возможностью образования на стыках лабиринтного уплотнения. В корпусе и крышке смонтированы подшипниковые узлы, на которые посажен выходной вал ротора. Подшипниковые узлы закрыты передней и задней крышками. Вал ротора,а также крышки снабжены уплотнительными сальниками для предотвращения протечки рабочего тела - гидравлического масла. Корпус двигателя в основании содержит отверстия для крепления к фундаменту или несущей раме. Двигатель приводится в действие от внешнего замкнутого гидравлического контура гидравлическим насосом посредством подачи под давлением рабочей среды - масла индустриального - по каналам высокого давления в декомпрессионные камеры ротора. Масло под давлением порядка 65 МПа закачивается в канал высокого давления и далее по двум каналам впуска, размещенным перед рабочей зоной, по касательной, противоположно направленными струями впрыскивается одновременно в оппозитно расположенные на роторе декомпрессионные камеры. В результате резкого расширения энергия гидростатического сжатия рабочей среды преобразуется в декомпрессионной камере в 4 41552008.02.28 кинетическую вращательную энергию потока рабочей среды, что приводит во вращение ротор и создает крутящий момент на валу двигателя. При этом одновременно две другие оппозитно размещенные на роторе декомпрессионные камеры расположены в мертвой зоне холостого хода рабочего цикла и по мере поворота ротора сообщаются с камерой и каналом выпуска, благодаря чему отработанное масло из этих камер поступает на слив и цикл повторяется. За один оборот ротора совершаются два цикла - рабочий ход, где происходит нагнетание масла в одну пару декомпрессионных камер, и мертвый цикл (холостой ход), где через канал выпуска осуществляется удаление из другой пары декомпрессионных камер отработанного масла. Недостатком прототипа является низкая степень преобразования энергии гидростатического давления рабочей среды в механическую энергию вращения ротора, что обусловлено конструктивными недостатками исполнения геометрической формы декомпрессионных камер ротора и приводит к снижению коэффициента полезного действия устройства в целом. Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков и улучшение технических характеристик устройства. Техническим результатом является повышение энергетических и эксплуатационных параметров электрогидродинамической роторной машины. Поставленная задача решена тем, что электрогидродинамическая роторная машина замкнутого цикла, содержащая замкнутый гидравлический контур с насосом, роторный двигатель, в корпусе которого смонтирован вал с ротором, на внешней цилиндрической поверхности которого выполнены, по меньшей мере, четыре декомпрессионные камеры с каналами впуска, а также каналы выпуска, выполненные в корпусе и связанные с кольцевой гравитационной камерой, размещенной вокруг ротора между корпусом и сборной кольцевой оболочкой в виде, по меньшей мере, четырех сегментов, закрепленных на внутренней цилиндрической поверхности корпуса с возможностью их одностороннего перемещения посредством регулировочных винтов, пропущенных через выполненные в сегментах тарировочные отверстия, связывающие гравитационную камеру с каналами впуска и выпуска, согласно полезной модели, вал ротора соединен посредством муфты с электрогенератором, а декомпрессионные камеры ротора в поперечном сечении выполнены в форме усеченных конусов с углом при вершине в интервале 19 - 22, при этом меньшее основание конуса камеры сопряжено с каналом впуска, а расстояниемежду меньшим и большим основаниями конуса камеры составляет не менее 14-16 от длины впускных каналов, причем последние функционально связаны с гидравлическими аккумуляторами-накопителями, а выпускные каналы посредством трубопроводов соединены через выпускной коллектор с циркуляционной цистерной, которая системой трубопроводов с фильтрами грубой и тонкой очистки, посредством насосов высокого давления с автономным электроприводом, связана с гидравлическими аккумуляторами-накопителями,причем трубопровод последних снабжен перепускными клапанами и коллектором - распределителем, который связан с гидравлическими аккумуляторами-компенсаторами и подсоединен к ручному гидравлическому насосу высокого давления. Электрогенератор подключен к внешней распределительной электрической сети с нагрузкой через регулятор напряжения. Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1-4. На фиг. 1 представлена принципиальная схема электрогидродинамической роторной машины замкнутого цикла. На фиг. 2 - общий вид двигателя в поперечном сечении. На фиг. 3 - вид поперечного сечения декомпрессионной камеры ротора. На фиг. 4 - векторная диаграмма разложения сил гидравлического потока рабочей среды в декомпрессионной камере ротора. 41552008.02.28 Электрогидродинамическая роторная машина 1 содержит роторный двигатель 2, который функционально связан с замкнутым гидравлическим контуром 3, электрическим генератором 4 и внешней распределительной электрической сетью 5. Роторный двигатель 2 включает корпус 6 с выходным валом 7 и смонтированным на нем ротором 8, на внешней цилиндрической поверхности 9 которого выполнены, по меньшей мере, четыре декомпрессионные камеры 10 с каналами впуска 11. Каждая декомпрессионная камера 10 выполнена в форме усеченного конуса с расстоянием между большим и меньшим основаниями(14 - 16)от длины впускного канала 11 и с углом при вершине конуса(19 - 22). Меньшее основание С конуса камеры 10 сопряжено с каналом впуска 11. Большее основание конуса выполнено криволинейным с радиусом кривизны,диаметр нижнего основания конуса. В корпусе 6 вокруг ротора 8 размещена кольцевая гравитационная камера 12, образованная сборной кольцевой оболочкой 13, состоящей из четырех сегментов 14, закрепленных на внутренней цилиндрической поверхности 15 корпуса 6 крепежными винтами 16 с дистанционными втулками 17. Сегменты 14 содержат регулировочные винты 18, пропущенные через тарировочно-регулировочные отверстия 19, связывающие гравитационную камеру 12 с каналами впуска 11. Сегменты 14 в торцах содержат пазы 20 и 21, которые в сборе образуют лабиринтное уплотнение 22. В корпусе 6 двигателя 2 выполнен канал выпуска 23 с камерой выпуска 24, связанный с замкнутым гидравлическим контуром 3 через канал низкого давления 25 с распределительным коллектором 26 посредством системы сливных трубопроводов 27 с циркуляционной цистерной 28. Канал высокого давления (на чертеже не показан) в корпусе 6 двигателя 2 системой трубопроводов высокого давления 29 гидравлического контура 3 через распределительный коллектор 30 трубопроводом 51 связан с аккумулятораминакопителями 31, распределительным коллектором 32, импульсными аккумуляторамикомпенсаторами 33 и насосами высокого давления 34 посредством трубопроводов 48,снабженных перепускными клапанами 35. Замкнутый гидравлический контур 3 также содержит стартовый аккумулятор 36 для запуска стартового насоса 47, связанный с трубопроводом 50, и резервный насос высокого давления 37 для ручного аварийного запуска,систему обратных трубопроводов 38 с фильтрами грубой очистки 39, трубопроводы 40 с фильтрами тонкой очистки 41, гидравлические насосы высокого давления 34. Электрический генератор 4 подсоединен к выходному валу 7 двигателя 2 через эластичную муфту 46 и подключен к внешней распределительной электрической сети 5 через регулятор напряжения (РН) 42, который электрически соединен с главным распределительным щитом (ГРЩ) 43, щитом отключения второстепенных потребителей (ЩОВП) 44 и щитом распределения нагрузки замкнутого цикла (ЩРН) 45. Электрогидродинамическая роторная машина замкнутого цикла 1 работает следующим образом. Заливают циркуляционную цистерну 28 замкнутого гидравлического контура 3 рабочей средой-гидроносителем, например маслом индустриальным. Стартовым аккумулятором 36 запускают стартовый насос 47, и масло из циркуляционной цистерны 28 по системе обратных трубопроводов 38 с фильтрами грубой очистки 39 через фильтры тонкой очистки 41, трубопровод 40 и распределительный коллектор 32 с перепускным клапаном 35 подают в импульсные аккумуляторы-компенсаторы 33 и в аккумуляторынакопители 31 до достижения рабочего давления 25 МПа. Режим рабочего давления регулируют перепускным клапаном 35, а излишки масла по обратному трубопроводу (на чертеже не показано) сбрасывают в циркуляционную цистерну 28. В процессе сжатия в аккумуляторах-накопителях 31 масло разогревается до температуры порядка 95 С. Далее,из компенсаторов-аккумуляторов 33 и аккумуляторов-накопителей 31 через распределительный коллектор 30 с регуляторами потока и регуляторами числа оборотов по системе трубопроводов высокого давления 29 горячее масло по каналам высокого давления (на чертеже не показано) в корпусе 6 в рабочем цикле двигателя 2 подается в гравитационную камеру 12. Из камеры 12 через тарировочно-регулировочные отверстия 19 под давлением 6 41552008.02.28 порядка 25 МПа масло впрыскивается по впускным каналам 11 в две декомпрессионные камеры 10, оппозитно размещенные на роторе 8. При прохождении через тарировочнорегулировочные отверстия 19, которые имеют специальную форму (на чертеже не показано), и впускные каналы 11 в потоке масла формируются вихревые структуры, которые в декомпрессионных камерах 10 распадаются с резким расширением и охлаждением до температуры порядка (-5-7) С с одновременным торможением, сопровождающимся передачей энергии вихревого потока рабочей среды в кинетическую энергию вращения ротора 8, и создавая крутящий момент на выходном валу 7. На холостом ходу (в мертвом цикле) ротора 8 отработанное масло из декомпрессионных камер 10 по каналу выпуска 23 через камеры выпуска 24 по каналу низкого давления 25 в корпусе 6 и далее по системе сливных трубопроводов 27 низкого давления с распределительным коллектором 26 ламинарного потока сбрасывается в циркуляционную цистерну 28. Затем масло из циркуляционной цистерны 28 по обратным трубопроводам 38 насосами 34 прокачивается через фильтры грубой очистки 39, фильтры тонкой очистки 41 и возвращается в компенсаторыаккумуляторы 33 и аккумуляторы-накопители 31 для повторного использования в системе замкнутого цикла электрогидродинамической роторной машины 1. При подаче масла в кольцевую гравитационную камеру 12 за счет давления сегменты 14 постоянно обжимают цилиндрическую поверхность ротора 8 благодаря возможности смещения одного конца сегмента 14 в радиальном направлении по регулировочному винту 18 и за счет подвижного исполнения торцевого лабиринтного уплотнения 22 пазов 20 и 21. Тарировочно-регулировочные отверстия 19 выполнены специальной формы (на чертеже не показано) и совместно с каналами впуска 11 обеспечивают формирование вихревого потока рабочей среды в декомпрессионных камерах 10. Форма декомпрессионной камеры 10 в виде усеченного конуса, а также соотношение между большим и меньшим основаниями конуса 14 - 16 от длины впускного канала 11, при выбранном угле при вершине конуса(19 - 22), обеспечивают оптимальный режим энергообмена между рабочей средой и ротором 8 двигателя 2. Последнее обеспечивается также конструктивным исполнением элементов сопряжения меньшего основания С конуса декомпрессионной камеры 10 с каналом впуска 11, при этом существенно, что большее основание конусавыполнено криволинейным с радиусом кривизны г,- диаметр нижнего основания конуса. Такое исполнение гарантирует исключение развития обратного гидравлического удара в потоке при впуске масла в декомпрессионную камеру 10 и, как следствие, торможение ротора 8, при этом гравитационная камера 12 обеспечивает компенсацию эффекта антигравитационного всплытия ротора 8 на высоких частотах вращения, что также снижает потери мощности на валу 7. Через эластичную муфту 46 крутящий момент с выходного вала 7 ротора 8 передается на вал электрического генератора 4 переменного или постоянного тока, который обеспечивает выработку электрической энергии и подачу ее через регулятор напряжения 42 во внешнюю распределительную электрическую сеть 5. После подачи электрического тока на распределительный щит нагрузки замкнутого цикла ЩРН 45 включаются главные гидронасосы 34, стартовый гидронасос 47 отключается автоматически. После выхода электрогенератора 4 на рабочий режим через главный распределительный щит ГРЩ 43 подключаются внешние потребители электрической энергии. Щит отключения второстепенных потребителей ЩОВП 44 служит для отключения внешних второстепенных потребителей электрической энергии от внешней распределительной электрической сети 5 в случае перегрузки двигателя 2 свыше 25 номинальной мощности. Из уровня техники следует, что заявляемое техническое устройство обладает новизной, которая выражается в конструктивном исполнении декомпрессионной камеры 10 ротора 6 в поперечном сечении в форме усеченного конуса с принципиально новыми параметрами углом при вершине в интервале 19 - 22, при этом меньшие основания конуса камеры сопряжено с каналом впуска 11, а расстояние между меньшим и большим 7 41552008.02.28 основаниями конуса составляет не менее 14-16 от длины впускного канала 11. Такое исполнение декомпрессионной камеры 10 обеспечивают по сравнению с прототипом создание весьма эффективного вихревого потока жидкой рабочей среды при ее впрыскивании через впускной канал 11 в полость декомпрессионной камеры 10. Исследованиями установлено, что в струе жидкости, подаваемой под давлением порядка 25 МПа в декомпрессионную камеру 10, при выбранных конструктивных параметрах ротора 8, формируется строго определенный тип вихревого движения. При последующем резком падении давления жидкости в камере 10 за счет расширения интенсивно падает ее температура, а высвободившаяся тепловая энергия преобразовывается в кинетическую энергию вращения струи, которая дает дополнительный вклад в механическую энергию вращения ротора 6. Заявленные параметры устройства обеспечивают эффективный турбулентный энергообмен между жидкой рабочей средой и ротором 6, что увеличивает энергию упорядоченного вихревого движения за счет уменьшения энергии хаотического теплового движения молекул рабочей среды, т.е. за счет уменьшения температуры масла в декомпрессионной камере ротора 8. Линейную скоростьвихревого вращения жидкой струи рабочей среды,которая при этом добавляется, можно оценить из выражения 2 2 ,где- КПД турбулентного преобразования тепловой энергии в кинетическую энергию- удельная теплоемкость масла индустриального (2,1 кДж/кгС). При допущении, что 0,5, за счет понижения температуры маслана 95 С рабочей среде дополнительно сообщается линейная скорость порядка 7 м/с. Таким образом, в результате уменьшения температуры, которым сопровождается закручивание потока массы жидкой рабочей среды в декомпрессионной камере 10, еще больше падает давление в так называемой барической долине и, соответственно, увеличиваются центральные силы барических градиентов. Это приводит к более эффективному закручиванию, т.е. включается режим саморазгона вихря. При дальнейшем развитии процесса вихревого течения саморазгон притормаживается благодаря тому, что, по мере роста линейных скоростей закручивающихся жидких струй, все большую роль начинают играть центробежные силы и силы турбулентного трения. В стационарном режиме, когда для каждого элемента вращающихся масс жидкости центробежная сила уравновешивает векторную сумму сил барического градиента и турбулентного трения, траектории потоков жидкости преобразуются в сходящиеся к центру спирали. На фиг. 4 представлена векторная диаграмма разложения сил гидравлического потока жидкой рабочей среды в декомпрессионной камере 10 ротора 8, где векторы С исоответствуют силам, действующим в барической долине, равнодействующая которых направлена в центр вихревого потока и обеспечивает эффективное снижение давления в центре вихревой структуры, а векторы А и В соответствуют дополнительным силам,действующим по касательной и ответственным за дополнительный прирост линейной скорости вращения вихревой структуры жидкой рабочей среды. Таким образом, дополнительный энергетический вклад, получаемый за счет преобразования тепловой энергии жидкой рабочей среды в механическую энергию вращения ротора 8, гарантирует достижение заявленного технического результата и промышленную применимость полезной модели. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 9

МПК / Метки

МПК: F04D 5/00, F03G 7/00

Метки: роторная, замкнутого, цикла, электрогидродинамическая, машина

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/9-u4155-elektrogidrodinamicheskaya-rotornaya-mashina-zamknutogo-cikla.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Электрогидродинамическая роторная машина замкнутого цикла</a>

Похожие патенты