. Роторный герметичный двигатель внешнего сгорания и его применение
Патентуемая в настоящее время Академией Технического Творчества конструкция роторного герметичного двигателя внешнего сгорания (автор В.А.Коноваленко, приоритет от 10.04.01) - дальнейшее развитие роторного двигателя непрерывного горения (свидетельство N 9263 с приоритетом от 27.11.97).
Рис. 1. Внешний вид РГК.
В патентных материалах указано, что роторный герметичный двигатель внешнего сгорания (РГК) в основных чертах совпадает с прототипом, однако, в предлагаемом изобретении демпферная камера и камера сгорания вынесены из корпуса двигателя и объединены в нагреватель, в котором топливо сгорает, не смешиваясь с нагреваемым рабочим телом, протекающим по рубашке нагревателя. На рис 2. приведены термодинамический цикл РГК в сравнении с теоретическим (показан черным цветом). Нагреватель может иметь любую конструкцию, обеспечивающую максимально возможный нагрев рабочего тела. Герметичность позволяет заменить воздух как рабочее тело другим, имеющим существенно большую плотность(напр., ксеноном).
Рис 2. Термодинамический цикл РГК в сравнении с теоретическим.
Для изобрахенного на рис.2 цикла при использовании в качестве рабочего тела ксенона удельная мощность может быть доведена до 15 кВт/кг (рис.3).
Рис.3. Зависимость удельной мощности РГК от общей в сравнении с РДК, ГТД (газотурбинным), ДВС (дизелем) и ПТУ (паровой турбиной)
Двигатель особенно удобен для нагрева рабочего тела непосредственно Солнцем, что позволяет применить его в блоке с гидронасосом для систем орошения в районах Средней Азии и других жарких, засушливых зонах с большим количеством солнечных дней. На рис. 4 условно изображен такой блок, который самостоятельно начинает подавать воду в оросительную систему, как только Солнце нагреет рабочее тело, и останавливается вечером. Простота конструкции двигателя и, как следствие, минимальные требования по обслуживанию, увеличение производительности по мере повышения нагрева и отсутствие подвода энергии делают агрегат незаменимым в пустынных районах.
Рис. 4. Агрегат для орошения полей на солнечной энергии для жарких пустынь.
РГК габаритным диаметром (без учета нагревателя и холодильника) 105 мм и габаритной длиной 45 мм развивает полезную мощность до 7,5 кВт при 3000 об/мин. Таким образом, габариты всего агрегата определяются прежде всего размерами зеркала для сбора излучения Солнца, затем габаритами насоса и в последнюю очередь габаритами двигателя.
Еще одной существенной особенностью РГК - постоянством вращающего момента в широъом диапазоне угловых скоростей - определяется практически линейная зависимость выходной мощности от угловой скорости. Это означает, что производительность агрегата в целом будет расти по мере увеличения солнечного нагрева.