[go: up one dir, main page]

RU2276731C2 - Jet engine and steam turbine on its base - Google Patents

Jet engine and steam turbine on its base Download PDF

Info

Publication number
RU2276731C2
RU2276731C2 RU2004104497/06A RU2004104497A RU2276731C2 RU 2276731 C2 RU2276731 C2 RU 2276731C2 RU 2004104497/06 A RU2004104497/06 A RU 2004104497/06A RU 2004104497 A RU2004104497 A RU 2004104497A RU 2276731 C2 RU2276731 C2 RU 2276731C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nozzles
rotor
chamber
working fluid
primary
Prior art date
Application number
RU2004104497/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004104497A (en
Inventor
Александр Владимирович Козинский (RU)
Александр Владимирович Козинский
Original Assignee
Александр Владимирович Козинский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Владимирович Козинский filed Critical Александр Владимирович Козинский
Priority to RU2004104497/06A priority Critical patent/RU2276731C2/en
Publication of RU2004104497A publication Critical patent/RU2004104497A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2276731C2 publication Critical patent/RU2276731C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Abstract

FIELD: devices for forming thrust in flying vehicles, land and surface transport facilities.
SUBSTANCE: proposed turbine may be used for generation of electric power at power plants. Jet propulsor has working chamber, supply pipe for delivery of working medium or hot mixture and many nozzles available in one of walls of chamber. Working chamber is made in form of single space with many nozzles in one of its walls. Chamber wall opposite to nozzles is located at distance exceeding size of nozzle orifice by 40 and more times. Nozzles are provided at distance from each other exceeding size of their orifice by at least 5 times. Total area of all nozzles is lesser than sectional area of supply pipe. Turbine is provided with primary rotor made in form of Segner's wheel mounted on shaft, supply pipe for delivery of working medium, secondary rotor mounted concentrically relative to primary rotor embracing it. Mounted over circle of Segner' s wheel are two or more jet engines. Secondary rotor is made in form of impeller. Shafts of primary and secondary rotors are mounted coaxially for independent rotation. Turbine may be mounted inside low-pressure condenser.
EFFECT: increased reactive force; enhanced efficiency due to complete utilization of internal energy of working medium.
7 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам для получения тяги в летательных аппаратах, наземных и надводных транспортных средствах. Турбина может быть использована для получения электрической энергии на электростанциях, а также в двигателях внутреннего сгорания.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to devices for obtaining traction in aircraft, land and surface vehicles. The turbine can be used to produce electrical energy in power plants, as well as in internal combustion engines.

Известен реактивный движитель в виде сегнерова колеса, содержащий вертикальную трубу, на которой с возможностью вращения установлена горизонтальная труба с горизонтальными отогнутыми в противоположные стороны концами (Малая Советская энциклопедия, 1960, т.8, с.300). Из отверстий под давлением вытекает рабочая среда в виде жидкости или газа, при этом горизонтальная труба вращается.A jet propulsion device in the form of a Segner wheel is known, comprising a vertical pipe on which a horizontal pipe with horizontal ends bent in opposite directions is mounted rotatably (Small Soviet Encyclopedia, 1960, v. 8, p. 300). A working medium in the form of a liquid or gas flows from the pressure openings, while the horizontal pipe rotates.

Недостатком данного реактивного движителя является низкая реактивная сила по сравнению с напором истекающей жидкости или газа, что сводит КПД почти к нулю и препятствует широкому промышленному использованию сегнерова колеса в энергетических установках. Сегнерово колесо используют в основном для демонстрационных целей или в маломощных устройствах, для которых КПД не имеет значения.The disadvantage of this jet propulsion is the low reactive force compared to the pressure of the flowing liquid or gas, which reduces the efficiency to almost zero and prevents the widespread industrial use of the Segner wheel in power plants. The Segner wheel is used mainly for demonstration purposes or in low-power devices for which efficiency does not matter.

Известен также реактивный движитель, выбранный заявителем в качестве прототипа, содержащий камеру, питающую трубу для подвода рабочего тела, множество сопел, выполненных в одной из стенок камеры (з. №2001112484 от 14.05.01). Форма сопел имеет различную конфигурацию. Стенка с соплами имеет теплообменные каналы.Also known is a jet propulsion device selected by the applicant as a prototype, comprising a chamber supplying a pipe for supplying a working fluid, a plurality of nozzles made in one of the walls of the chamber (Z. No. 2001112484 of 05/14/01). The shape of the nozzles has a different configuration. The wall with nozzles has heat exchange channels.

Недостатком данного устройства является неопределенность главного параметра реактивного движителя такого типа, а именно соотношение диаметра сопла и расстояния до противолежащей соплам стенки. Данные параметры являются основополагающими и определяют работоспособность движителя.The disadvantage of this device is the uncertainty of the main parameter of the jet propulsion of this type, namely the ratio of the diameter of the nozzle and the distance to the opposite nozzles of the wall. These parameters are fundamental and determine the operability of the propulsion.

Теплообменные каналы, расположенные в стенках камеры движителя, отнимают значительную часть внутренней энергии рабочего тела, которая в ином случае может быть преобразована в механическую энергию.The heat exchange channels located in the walls of the propulsion chamber take up a significant part of the internal energy of the working fluid, which otherwise can be converted into mechanical energy.

Известна турбина, выбранная заявителем в качестве прототипа, содержащая первичный ротор, выполненный в виде установленного на валу сегнерова колеса, питающую трубу для подвода рабочего тела, вторичный ротор, концентрически установленный относительно первичного ротора и охватывающий его, при этом валы первичного и вторичного роторов установлены соосно, с возможностью независимого вращения (п. РФ №2200848 от 03.11.2002 г.).A known turbine selected by the applicant as a prototype, comprising a primary rotor made in the form of a Segner wheel mounted on a shaft, a supply pipe for supplying a working fluid, a secondary rotor concentrically mounted relative to the primary rotor and enclosing it, while the shafts of the primary and secondary rotors are mounted coaxially , with the possibility of independent rotation (Clause of the Russian Federation No. 2200848 of 03/03/2002).

Однако данная турбина имеет невысокий коэффициент полезного действия как из-за общего для всех устройств типа сегнерова колеса дефицита реактивной силы, так и из-за недостаточного выделения внутренней энергии вследствие относительно небольшого перепада давления в ступенях.However, this turbine has a low efficiency both due to the reactive power deficiency common to all devices such as the Segner wheel, and due to the insufficient release of internal energy due to the relatively small pressure drop in the steps.

Задачей предлагаемого изобретения является достижение максимальной реактивной силы потока и увеличения коэффициента полезного действия за счет более полного использования внутренней энергии рабочего тела.The task of the invention is to achieve the maximum reactive power of the flow and increase the efficiency due to a more complete use of the internal energy of the working fluid.

Реактивный движитель, содержащий рабочую камеру, питающую трубу для подвода рабочего тела или горючей смеси, множество сопел, выполненных в одной из стенок камеры, согласно изобретению отличается тем, что рабочая камера представляет собой единое рабочее пространство с множеством сопел на одной из стенок, а противолежащая соплам стенка камеры удалена на расстояние, превышающее размер отверстия сопел в 40 раз и более, при этом сопла выполнены на расстоянии друг от друга, минимум в 5 раз превышающем размер отверстия сопла.A jet propulsion device containing a working chamber, a supply pipe for supplying a working fluid or a combustible mixture, a plurality of nozzles made in one of the walls of the chamber, according to the invention, differs in that the working chamber is a single working space with many nozzles on one of the walls, and the opposite the nozzles the chamber wall is removed at a distance exceeding the size of the nozzle orifice by 40 times or more, while the nozzles are made at a distance from each other, at least 5 times the size of the nozzle orifice.

В качестве рабочего тела используют любые жидкости или газы, подаваемые под давлением извне, причем совокупная площадь всех сопел меньше площади сечения питающей трубы.As the working fluid, any liquids or gases supplied under pressure from the outside are used, and the total area of all nozzles is less than the cross-sectional area of the supply pipe.

Рабочая камера может быть совмещена с камерой сгорания с возможностью получения рабочего тела посредством сжигания горючей смеси при большом избытке воздуха.The working chamber can be combined with the combustion chamber with the possibility of obtaining a working fluid by burning a combustible mixture with a large excess of air.

Толщина стенки с соплами может быть меньше размера отверстия сопла.The wall thickness with nozzles may be less than the size of the nozzle opening.

Толщина стенки с соплами может быть больше размера отверстия сопла, при этом сопла имеют форму диффузора или сопла Лаваля.The wall thickness with the nozzles may be larger than the size of the nozzle orifice, while the nozzles are in the form of a diffuser or Laval nozzle.

Турбина, содержащая первичный ротор, выполненный в виде установленного на валу сегнерова колеса, питающую трубу для подвода рабочего тела, вторичный ротор, концентрически установленный относительно первичного ротора и охватывающий его, при этом валы первичного и вторичного роторов установлены соосно, с возможностью независимого вращения, согласно изобретению отличается тем, что по окружности сегнерова колеса установлены два или более реактивных движителя по п.1, а вторичный ротор выполнен в виде крыльчатки.A turbine containing a primary rotor made in the form of a Segner wheel mounted on a shaft, a supply pipe for supplying a working fluid, a secondary rotor concentrically mounted relative to the primary rotor and enclosing it, while the shafts of the primary and secondary rotors are mounted coaxially, with the possibility of independent rotation, according to The invention is characterized in that two or more jet propellers according to claim 1 are installed around the circumference of the Segner wheel, and the secondary rotor is made in the form of an impeller.

Турбина может быть расположена внутри конденсатора пара с низким давлением, при этом в качестве рабочего тела используют пар.The turbine can be located inside the steam condenser with low pressure, while steam is used as the working fluid.

Выполнение в реактивном движителе противолежащей соплам стенки на значительном расстоянии, в 40 раз и более превышающим диаметр сопла, приводит к получению наибольшей реактивной силы на выходе. Это объясняется следующим.The execution in the jet propulsion of the opposite nozzles of the wall at a considerable distance, 40 times or more than the diameter of the nozzle, leads to the greatest reactive force at the exit. This is explained by the following.

В общем случае реакция истекающей струи (R) на единицу площади сопла (S) равняется половине произведения плотности потока рабочего тела (р) потока на квадрат скорости потока (V): R/S=pV2/2. В то же время реакция на единицу площади сопла должна равняться давлению (напору) внутри камеры, из которой истекает струя: R/S=Р. В камере происходит поворот потока. Как показали опыты по изучению реакции поворачиваемого потока рабочего тела (жидкости, газа) в движителе, с увеличением расстояния от плоскости сопел до противолежащей им стенки сосуда реакция возрастает практически от нуля до максимума, соответствующего в пределе внутреннему давлению (напору) в движителе, что выражается в формуле R=PS, где R - механическая реакция струи, S - суммарная площадь всех сопел, Р - давление внутри движителя.In general, the reaction of the effluent stream (R) per unit area of the nozzle (S) is equal to half the product of the density of the working medium flow (p) by the square of the flow velocity (V): R / S = pV 2/2. At the same time, the reaction per unit area of the nozzle should be equal to the pressure (pressure) inside the chamber from which the jet flows: R / S = P. In the chamber there is a rotation of the flow. As experiments on studying the reaction of a rotated flow of a working fluid (liquid, gas) in a propulsion device showed, with an increase in the distance from the plane of nozzles to the opposite wall of the vessel, the reaction increases from almost zero to a maximum corresponding in the limit to the internal pressure (pressure) in the propulsion device, which is expressed in the formula R = PS, where R is the mechanical reaction of the jet, S is the total area of all nozzles, and P is the pressure inside the propulsion.

Причины увеличения реакции поворачиваемого потока рабочего тела по мере отдаления от сопел противолежащей им стенки, очевидно, заключается в следующем. Перед соплом, через которое истекает рабочее тело, образуется зона разрежения в виде конуса, сужающегося по направлению к противолежащей стенке сосуда, из которого истекает рабочее тело. Размеры конуса разрежения зависят от скорости истечения рабочей среды и диаметра сопла. Чем меньше отверстие, тем меньше высота конуса. Если высота конуса разрежения такова, что его вершина упирается в противолежащую стенку, т.е. зона разрежения получается в виде усеченного конуса, то реакция противолежащей стенки на истечение среды снижается. Для того чтобы избежать этого явления, противолежащую соплам стенку относят на максимально возможное расстояние. При этом рабочее тело истекает через сопла движителя наружу и попадает в область более низкого давления. А высокая внутренняя энергия рабочего тела, находящегося внутри полости движителя, переходит в кинетическую энергию истекающей струи, которая, в свою очередь, передает свою реакцию на движитель.The reasons for the increase in the reaction of the rotated flow of the working fluid as it moves away from the nozzles of the opposite wall, obviously, are as follows. In front of the nozzle, through which the working fluid flows out, a rarefaction zone is formed in the form of a cone, tapering towards the opposite wall of the vessel, from which the working fluid flows. The dimensions of the rarefaction cone depend on the velocity of the fluid and the diameter of the nozzle. The smaller the hole, the smaller the height of the cone. If the height of the rarefaction cone is such that its apex abuts against the opposite wall, i.e. the rarefaction zone is obtained in the form of a truncated cone, the reaction of the opposite wall to the outflow of the medium is reduced. In order to avoid this phenomenon, the wall opposite the nozzles is carried as far as possible. In this case, the working fluid flows out through the nozzles of the propeller outward and enters the region of lower pressure. And the high internal energy of the working fluid inside the mover’s cavity passes into the kinetic energy of the outflowing jet, which, in turn, transfers its reaction to the mover.

Для получения наибольшей реактивной силы необходимо, чтобы расстояние между соплами минимум в 5 раз превышало их размер. Это условие необходимо, чтобы полученные конуса разрежения каждого сопла не сливались. Кроме того, для получения максимальной реактивной силы необходимо, чтобы суммарная площадь всех сопел была меньше площади сечения питающей трубы в случае использования уже готового рабочего тела, подаваемого в камеру извне. Только при этом условии получается избыток рабочего тела.To obtain the greatest reactive force, it is necessary that the distance between the nozzles is at least 5 times their size. This condition is necessary so that the resulting rarefaction cones of each nozzle do not merge. In addition, to obtain maximum reactive force, it is necessary that the total area of all nozzles be less than the cross-sectional area of the supply pipe in the case of using a ready-made working fluid supplied to the chamber from the outside. Only under this condition is an excess of the working fluid obtained.

В случае, когда рабочая камера движителя совмещена с камерой сгорания, а рабочее тело получают путем сжигания горючей смеси, горючая смесь подается в камеру под давлением и при большом избытке воздуха, с тем чтобы не допустить перегрева рабочей камеры.In the case when the working chamber of the propulsion device is combined with the combustion chamber, and the working fluid is obtained by burning the combustible mixture, the combustible mixture is supplied to the chamber under pressure and with a large excess of air, in order to prevent overheating of the working chamber.

При небольшом давлении толщина стенки с соплами может быть меньше диаметра сопла. Форма отверстий сопел может быть различной. При увеличении давления толщина стенки с соплами должна быть увеличена и будет больше диаметра сопла. Но при этом для эффективного прохождения потока рабочего тела сопла должны иметь форму диффузора или сопла Лаваля.At low pressure, the wall thickness with nozzles may be less than the diameter of the nozzle. The shape of the nozzle holes may vary. With increasing pressure, the wall thickness with nozzles should be increased and will be larger than the diameter of the nozzle. But at the same time, for the effective passage of the flow of the working fluid, the nozzles must be in the form of a diffuser or Laval nozzle.

При использовании горючей смеси она сжигается в рабочей камере, как в камере сгорания, и образующееся после сгорания газообразное рабочее тело истекает через сопла движителя наружу, а его внутренняя энергия переходит в кинетическую энергию истекающей струи, которая, в свою очередь, передает свою реакцию на движитель.When using a combustible mixture, it is burned in the working chamber, as in a combustion chamber, and the gaseous working fluid formed after combustion flows out through the nozzles of the propeller, and its internal energy passes into the kinetic energy of the flowing jet, which, in turn, transfers its reaction to the propulsion .

Оптимальная линейная скорость вращения первичного ротора турбины, выполненного в виде сегнерова колеса, при которой достигается максимум полезной работы, составляет 1/2 от скорости истекающей струи. Такое соотношение будет справедливо как при отсутствии, так и при наличии выделения внутренней энергии. При таком соотношении скоростей теоретический КПД первичного ротора в виде сегнерова колеса может достигать 50%. Кинетическая энергия струи, истекающей из первичного ротора, утилизируется во вторичном роторе - крыльчатке. Струя, вытекающая из сопел первичного ротора, попадает на лопасти вторичного ротора и заставляет его вращаться. КПД этой ступени турбины в идеальном случае может достигать 50% от величины кинетической энергии истекающей струи. Таким образом, суммарный КПД турбины может достигать более 70% без учета механических потерь.The optimal linear speed of rotation of the primary rotor of the turbine, made in the form of a Segner wheel, at which maximum useful work is achieved, is 1/2 of the speed of the flowing jet. This ratio will be true both in the absence and in the presence of release of internal energy. With this ratio of speeds, the theoretical efficiency of the primary rotor in the form of a Segner wheel can reach 50%. The kinetic energy of the jet flowing from the primary rotor is utilized in the secondary rotor - the impeller. The jet flowing from the nozzles of the primary rotor enters the blades of the secondary rotor and causes it to rotate. The efficiency of this turbine stage can ideally reach 50% of the kinetic energy of the outflowing jet. Thus, the total efficiency of the turbine can reach more than 70% without taking into account mechanical losses.

Первичный ротор, выполненный в виде сегнерова колеса, может иметь два или более реактивных движителей, что позволяет более равномерно распределять нагрузку на элементы конструкции.The primary rotor, made in the form of a Segner wheel, can have two or more jet propulsors, which makes it possible to more evenly distribute the load on structural elements.

При расположении турбины внутри конденсатора пара появляется возможность создания паровой турбины. При истечении водяного пара происходит значительная конденсация его в сам момент истечения его, отчего выделяется дополнительное количество внутренней энергии за счет выделения скрытой теплоты парообразования. Для паровой турбины тепловой КПД выше 50% является достаточно высоким и несомненно обеспечивает дополнительный экономический эффект от применения такой турбины для выработки электроэнергии в сравнении с использованием турбин обычного типа. Расход охлаждающего агента в конденсаторе будет более чем в два раза ниже, чем в конденсаторах конденсационных турбин обычного типа. Данный эффект делает возможным создание паровой турбины с тепловым КПД выше 50%.When the turbine is located inside the steam condenser, it becomes possible to create a steam turbine. With the expiration of water vapor, its significant condensation occurs at the very moment of its expiration, which is why an additional amount of internal energy is released due to the release of the latent heat of vaporization. For a steam turbine, the thermal efficiency above 50% is quite high and undoubtedly provides an additional economic effect from the use of such a turbine for generating electricity in comparison with the use of conventional type turbines. The flow rate of the cooling agent in the condenser will be more than two times lower than in condensers of conventional type condensing turbines. This effect makes it possible to create a steam turbine with thermal efficiency above 50%.

Предлагаемые технические решения объединены общим изобретательским замыслом. Для создания предлагаемой турбины используется реактивные движители.The proposed technical solutions are combined by a common inventive concept. To create the proposed turbine uses jet propulsion.

Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому изобретение соответствует критерию «новизна».The above distinguishing features are new in comparison with the prototype, so the invention meets the criterion of "novelty."

Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные технические решения, т.е. заявляемое техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и, таким образом, соответствует критерию «изобретательский уровень».Patent studies have shown that in the studied prior art there are no similar technical solutions, i.e. The claimed technical solution does not follow explicitly from the studied prior art and, thus, meets the criterion of "inventive step".

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».This technical solution can be reproduced industrially, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично представлен реактивный движитель; на фиг.2 представлена турбина; на фиг.3 представлена паровая турбина, содержащая конденсатор пара; на фиг.4 представлены возможные варианты расположения рабочих элементов первичного ротора (сегнерова колеса).The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 schematically shows a jet propulsion; figure 2 presents the turbine; figure 3 presents a steam turbine containing a steam condenser; figure 4 presents possible options for the location of the working elements of the primary rotor (Segner wheels).

Реактивный движитель представляет собой камеру 1, питающую трубу 2 для подвода рабочей среды, соединенную с боковой стенкой 3, множество сопел 4, выполненных в торцевой стенке 5. Противоположная стенка 6 расположена на определенном расстоянии от торцевой стенки 5 с соплами 4.The jet propulsion device is a chamber 1, a supply pipe 2 for supplying a working medium connected to a side wall 3, a plurality of nozzles 4 made in the end wall 5. The opposite wall 6 is located at a certain distance from the end wall 5 with nozzles 4.

Турбина представляет собой первичный ротор 7 с движителями ( в виде сегнерова колеса), установленного на валу 8. Конфигурация первичного ротора, представленного на чертеже - в виде зубчатого колеса с шестью реактивными движителями. Сопла 9 движителей в роторе 7 турбины располагаются в одну или несколько линий, как можно дальше от центра вращения ротора 7. Сопла 9 расположены таким образом, чтобы во время работы струи, вытекающие из сопел одного движителя, не задевали другой такой движитель. Вторичный ротор 10 выполнен в виде колеса-крыльчатки, установленного на валу 11 соосно с валом 8. Оба независимо вращающихся ротора установлены концентрически, причем ротор 10 выполнен охватывающим ротор 7. Питающая труба 12 служит для подачи рабочего тела на первичный ротор 7. Рабочие валы роторов 7 и 10 соединены посредством муфт с электрогенераторами 13. Специальные упорные подшипники 14 снабжены уплотнениями, выдерживающими большой перепад давлений.The turbine is a primary rotor 7 with propellers (in the form of a Segner wheel) mounted on the shaft 8. The configuration of the primary rotor shown in the drawing is in the form of a gear wheel with six jet propulsors. The nozzles 9 of the propellers in the rotor 7 of the turbine are arranged in one or several lines, as far as possible from the center of rotation of the rotor 7. The nozzles 9 are arranged so that during operation the jets flowing from the nozzles of one propulsor do not touch another such propulsor. The secondary rotor 10 is made in the form of an impeller wheel mounted on the shaft 11 coaxially with the shaft 8. Both independently rotating rotors are mounted concentrically, the rotor 10 being made covering the rotor 7. The supply pipe 12 serves to supply the working fluid to the primary rotor 7. The working shafts of the rotors 7 and 10 are connected by means of couplings with electric generators 13. Special thrust bearings 14 are provided with seals that can withstand a large differential pressure.

Паровая турбина, имеющая конденсатор пара, выполнена следующим образом. Первичный ротор с движителями 15 и питающей трубой 16 установлен на валу 17. Вторичный ротор 18 в виде колеса-крыльчатки охватывает первичный ротор 15 и установлен на валу 19 соосно с валом 17. Посредством муфт оба независимо друг от друга вращающихся ротора соединены с электрогенераторами 20. Вся эта система помещена внутри конденсатора пара 21, имеющего трубчатую цилиндрическую форму, который герметично охватывает собой пространство, в котором вращаются роторы турбины. Конденсатор 21 имеет патрубки слива конденсата 22, патрубки подвода и отвода охлаждающего агента 23 и насос для откачки паровоздушной смеси 24. Специальные упорные подшипники 25 снабжены уплотнениями, выдерживающими большой перепад давлений.A steam turbine having a steam condenser is configured as follows. The primary rotor with the drivers 15 and the feed pipe 16 is mounted on the shaft 17. The secondary rotor 18 in the form of an impeller wheel encompasses the primary rotor 15 and is mounted on the shaft 19 coaxially with the shaft 17. By means of couplings, both independently rotating rotors are connected to the electric generators 20. The whole system is placed inside a steam condenser 21 having a tubular cylindrical shape, which hermetically encloses a space in which the turbine rotors rotate. The capacitor 21 has nozzles for condensate drain 22, nozzles for supplying and discharging a cooling agent 23 and a pump for pumping out the air-vapor mixture 24. Special thrust bearings 25 are equipped with seals that can withstand a large differential pressure.

На фиг.4 представлена конфигурация вариантов первичных роторов: а) первичный ротор в виде зубчатого колеса с шестью движителями; б) первичный ротор в виде зубчатого колеса с тремя движителями; в) первичный ротор в виде параллелепипеда с двумя движителями; г) первичный ротор в виде крестообразного короба с четырьмя движителями.Figure 4 shows the configuration of the primary rotor variants: a) a primary rotor in the form of a gear wheel with six propulsors; b) a primary rotor in the form of a gear wheel with three propellers; c) the primary rotor in the form of a parallelepiped with two movers; d) the primary rotor in the form of a cross-shaped box with four movers.

Реактивный движитель работает следующим образом. Через питающую трубу 2 под давлением внутрь камеры 1 подается готовое рабочее тело (жидкость, газ) с достаточно высокими параметрами внутренней энергии или горючая смесь, при сгорании которой также образуется рабочее тело. Рабочее тело истекает через сопла 4 наружу и попадает в область более низкого давления. При этом высокая внутренняя энергия рабочего тела, находящегося в камере 1, переходит в кинетическую энергию истекающей струи, которая, в свою очередь, передает свою реакцию на движитель.Jet propulsion operates as follows. Through the supply pipe 2, a ready-made working fluid (liquid, gas) with sufficiently high internal energy parameters or a combustible mixture, during the combustion of which a working fluid is also formed, is fed into the chamber 1 under pressure. The working fluid flows out through nozzles 4 and enters the lower pressure region. In this case, the high internal energy of the working fluid located in the chamber 1 passes into the kinetic energy of the outflowing jet, which, in turn, transfers its reaction to the propulsion device.

Турбина на основе реактивных движителей работает следующим образом. Рабочее тело через питающую трубу 12 подается в первичный ротор 7, с рабочими элементами в виде реактивных движителей и вытекает под давлением через сопла. Струя, вытекающая из сопел первичного ротора 7, попадает на лопасти вторичного ротора 10 и приводит его во вращение. Кинетическая энергия струи, истекающей из первичного ротора 7, утилизируется на вторичном роторе-крыльчатке 10.A jet engine turbine operates as follows. The working fluid through the supply pipe 12 is fed into the primary rotor 7, with the working elements in the form of jet propulsion and flows under pressure through the nozzle. The jet flowing from the nozzles of the primary rotor 7, falls on the blades of the secondary rotor 10 and causes it to rotate. The kinetic energy of the jet flowing out of the primary rotor 7 is utilized on the secondary impeller rotor 10.

Запуск паровой турбины производится следующим образом. Вначале через сопла турбины в конденсатор 21 пускается пар, который постепенно вытесняет воздух при откачке паровоздушной смеси из пространства конденсатора 21. Когда парциальное давление воздуха внутри конденсатора 21 понизится до приемлемого минимума, в его теплообменные трубки пускают агент-охладитель, и турбина постепенно выходит на полную мощность.Starting a steam turbine is as follows. Initially, steam is introduced through the nozzles of the turbine into the condenser 21, which gradually displaces the air when the vapor-air mixture is evacuated from the space of the condenser 21. When the partial air pressure inside the condenser 21 drops to an acceptable minimum, a cooling agent is introduced into its heat exchange tubes, and the turbine gradually reaches full power.

Реактивный движитель и турбина на его основе имеют достаточно высокие технико-экономические показатели.A jet propulsion and a turbine based on it have rather high technical and economic indicators.

Claims (7)

1. Реактивный движитель, содержащий рабочую камеру, питающую трубу для подвода рабочего тела или горючей смеси, множество сопел, выполненных в одной из стенок камеры, отличающийся тем, что рабочая камера представляет собой единое рабочее пространство с множеством сопел на одной из стенок, а противолежащая соплам стенка камеры удалена на расстояние, превышающее размер отверстия сопел в 40 раз и более, при этом сопла выполнены на расстоянии друг от друга, минимум в 5 раз превышающем размер отверстия сопла.1. A jet propulsion device containing a working chamber supplying a pipe for supplying a working fluid or a combustible mixture, a plurality of nozzles made in one of the walls of the chamber, characterized in that the working chamber is a single working space with many nozzles on one of the walls, and the opposite the nozzles the chamber wall is removed at a distance exceeding the size of the nozzle orifice by 40 times or more, while the nozzles are made at a distance from each other, at least 5 times the size of the nozzle orifice. 2. Реактивный движитель по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочего тела используют любые жидкости или газы, подаваемые под давлением извне, причем совокупная площадь всех сопел меньше площади сечения питающей трубы.2. The jet propulsion device according to claim 1, characterized in that any liquid or gas supplied under pressure from the outside is used as a working fluid, and the total area of all nozzles is less than the cross-sectional area of the supply pipe. 3. Реактивный движитель по п.1, отличающийся тем, что рабочая камера совмещена с камерой сгорания с возможностью получения рабочего тела посредством сжигания горючей смеси при большом избытке воздуха.3. The jet propulsion device according to claim 1, characterized in that the working chamber is combined with the combustion chamber with the possibility of obtaining a working fluid by burning a combustible mixture with a large excess of air. 4. Реактивный движитель по п.1, отличающийся тем, что толщина стенки с соплами меньше размера отверстия сопла.4. The jet propulsion device according to claim 1, characterized in that the wall thickness with the nozzles is less than the size of the nozzle opening. 5. Реактивный движитель по п.1, отличающийся тем, что толщина стенки с соплами больше размера отверстия сопла, при этом сопла имеют форму диффузора или сопла Лаваля.5. The jet propulsion device according to claim 1, characterized in that the wall thickness with the nozzles is larger than the size of the nozzle orifice, the nozzles being in the form of a diffuser or Laval nozzle. 6. Турбина, содержащая первичный ротор, выполненный в виде установленного на валу сегнерова колеса, питающую трубу для подвода рабочего тела, вторичный ротор, концентрически установленный относительно первичного ротора и охватывающий его, при этом валы первичного и вторичного роторов установлены соосно с возможностью независимого вращения, отличающаяся тем, что по окружности сегнерова колеса установлены два или более реактивных движителя по п.1, а вторичный ротор выполнен в виде крыльчатки.6. A turbine containing a primary rotor made in the form of a Segner wheel mounted on a shaft, a supply pipe for supplying a working fluid, a secondary rotor concentrically mounted relative to the primary rotor and enclosing it, while the shafts of the primary and secondary rotors are mounted coaxially with the possibility of independent rotation, characterized in that around the circumference of the Segner wheel there are two or more jet propulsion devices according to claim 1, and the secondary rotor is made in the form of an impeller. 7. Турбина паровая, содержащая первичный ротор, выполненный в виде установленного на валу сегнерова колеса, питающую трубу для подвода рабочего тела, вторичный ротор, концентрически установленный относительно первичного ротора и охватывающий его, при этом валы первичного и вторичного роторов установлены соосно с возможностью независимого вращения, отличающаяся тем, что по окружности сегнерова колеса установлены два или более реактивных движителя по п.1, а вторичный ротор выполнен в виде крыльчатки, причем турбина расположена внутри конденсатора пара с низким давлением, а в качестве рабочего тела используют пар.7. A steam turbine containing a primary rotor made in the form of a Segner wheel mounted on a shaft, a supply pipe for supplying a working fluid, a secondary rotor concentrically mounted relative to the primary rotor and enclosing it, while the shafts of the primary and secondary rotors are mounted coaxially with the possibility of independent rotation characterized in that two or more jet propulsion devices according to claim 1 are installed around the circumference of the Segner wheel, and the secondary rotor is made in the form of an impeller, the turbine being located inside ensatora low vapor pressure, and steam is used as the working fluid.
RU2004104497/06A 2004-02-16 2004-02-16 Jet engine and steam turbine on its base RU2276731C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104497/06A RU2276731C2 (en) 2004-02-16 2004-02-16 Jet engine and steam turbine on its base

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004104497/06A RU2276731C2 (en) 2004-02-16 2004-02-16 Jet engine and steam turbine on its base

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004104497A RU2004104497A (en) 2005-07-27
RU2276731C2 true RU2276731C2 (en) 2006-05-20

Family

ID=35843269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004104497/06A RU2276731C2 (en) 2004-02-16 2004-02-16 Jet engine and steam turbine on its base

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2276731C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181041U1 (en) * 2017-04-11 2018-07-04 Александр Евгеньевич Овчаров POWER TURBINE WITH TWO-STAGE ROTOR
RU2828945C1 (en) * 2024-04-24 2024-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Cascade turbojet electric generator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3032988A (en) * 1959-06-10 1962-05-08 Loyal W Kleckner Jet reaction turbine
US3680308A (en) * 1970-06-29 1972-08-01 Ward A St John Internal combustion turbine engine
RU2006642C1 (en) * 1990-07-17 1994-01-30 Николай Дмитриевич Павлов Jet engine
RU2051284C1 (en) * 1992-04-21 1995-12-27 Яковлев Вадим Аврамович Internal combustion gas turbine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3032988A (en) * 1959-06-10 1962-05-08 Loyal W Kleckner Jet reaction turbine
US3680308A (en) * 1970-06-29 1972-08-01 Ward A St John Internal combustion turbine engine
RU2006642C1 (en) * 1990-07-17 1994-01-30 Николай Дмитриевич Павлов Jet engine
RU2051284C1 (en) * 1992-04-21 1995-12-27 Яковлев Вадим Аврамович Internal combustion gas turbine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU181041U1 (en) * 2017-04-11 2018-07-04 Александр Евгеньевич Овчаров POWER TURBINE WITH TWO-STAGE ROTOR
RU2828945C1 (en) * 2024-04-24 2024-10-21 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" Cascade turbojet electric generator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004104497A (en) 2005-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0015742B1 (en) Wet steam turbine
US4441322A (en) Multi-stage, wet steam turbine
AU721469B2 (en) Ramjet engine for power generation
CN106661875B (en) Transonic two-phase reaction turbine
AU2007343988B2 (en) Rotating device
TW201224376A (en) Apparatus and method for utilizing thermal energy
US10184229B2 (en) Apparatus, system and method for utilizing thermal energy
US2154481A (en) Power plant
RU2276731C2 (en) Jet engine and steam turbine on its base
US5219270A (en) Reaction barrel with rocket nozzles in staggered alignment and connecting ducts of unequal length
US4027483A (en) Device for converting internal energy of hot fluids to shaft work
JP3219179U (en) Multiple impeller turbine generator
US5045004A (en) Turbo-hydroduct propulsion system
JP2016524093A (en) Two-phase expansion device that can maximize the momentum caused by two-phase flow
RU2202055C2 (en) Fluid-type heat-generating plant (versions)
WO1993004005A1 (en) System for recovering energy from wet oxidation process streams
JP5689196B1 (en) Power generation apparatus and power generation method
RU2296872C2 (en) Combined-cycle plant
RU2084674C1 (en) Steam-gas jet propulsion engine
US4519212A (en) Boiler-driven power generator
RU2847387C1 (en) Device for generating heat and electric energy
RU2086790C1 (en) Steam-turbine engine
RU2755238C1 (en) Steam turbine power plant with supercritical expansion of working steam
RU2032813C1 (en) Compressor plant
WO2012047116A2 (en) Steam engine

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20071225

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100217

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130217