Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_1903
.pdf
1 соединена с заземляющим проводником 2 через согласующий трансформатор 3, имеющий первичную
обмотку 4 и вторичную обмотку 5. Выводы вторичной обмотки 5, зашунтированные конденсатором 6,
соединены, соответственно, с сеткой 7 вакуумной лампы 8 и с катодом 9.
Вакуумная лампа 8 состоит из множества пластинчатых элементов 11, симметрично расположенных вокруг
центрального катода 9 и сетки 7. Конденсатор 12 вставлен в проводник, соединяющий сетку 7 с одним из
выводов вторичной обмотки 5 приемного трансформатора 3. Нагретый катод 9 возбуждается с помощью
батареи 13 способом, хорошо известным в данной области техники. Различные пластинчатые элементы 11
соединены с соответствующим образом расположенными вторичными обмотками 14 трансформатора 15,
причем указанные обмотки имеют общее соединение, ведущее к горячему катоду 9 через телефонную трубку
16. Телефонная трубка 16 шунтируется с помощью конденсатора 17. Первичные обмотки 18 трансформатора
15 питаются от многофазного источника энергии 19, 21 и 22. На рис. 2 используется схема практически того
же типа, но в этой конфигурации предусмотрены средства для регенеративного усиления принимаемых
импульсов. Регенеративное усиление обеспечивается путем соединения цепи сетки и цепи анода через
регенеративный трансформатор 23, имеющий первичную обмотку 24 и вторичную обмотку 25.
Первичная обмотка 24 зашунтирована конденсатором 26. В результате любых ошибок в конструкции трубки,
вызванных несимметричным расположением элементов сетки и анода относительно горячего катода,
возникает пульсирующий ток, проходящий по цепи анод-нить накала. В настоящем изобретении эти дефекты,
которые могут возникнуть при изготовлении трубки, компенсируются использованием модифицированной
системы напряжений, как показано на рис. 3. Таким образом, пластины 11, вместо того чтобы возбуждаться
непосредственно от трехфазного источника энергии 19, 21 и 22, могут питаться от дельта-соединений 27, 28 и
29, образующих модифицированную трехфазную систему. Принцип работы устройства, показанного на рис. 1,
следующий: при воздействии переменной электродвижущей силы на аноды 11 вращающееся
электростатическое поле, практически постоянное по амплитуде на поверхности горячего катода, вызывает
поток электронов к различным пластинчатым элементам 11. Величина электронных потоков такова, что в
любой момент времени их сумма равна величине тока, постоянной по амплитуде.
После получения сигналов величина эмиссии электронов регулируется изменениями потенциала сетки 7, в
результате чего в телефоне 16 воспроизводится слышимый звук. Принцип работы схемы, показанной на рис.
2, в основном аналогичен принципу работы схемы на рис. 1. В данной конфигурации регенеративная связь
между сеткой и пластиной осуществляется посредством преобразователя связи 23. В схеме, показанной на
рис. 1, связь между двумя цепями осуществляется за счет емкости между сеткой 7 и пластинами 11. При
усилении связи трансформатора 23 постоянные анодного и сеточного контуров могут быть отрегулированы
таким образом, что лампа 8 будет функционировать как генератор колебаний. Таким образом, что касается
возбуждающего потенциала между нитью накаливания и пластиной, можно сказать, что достигаются те же
результаты, что и при использовании обычного источника постоянного тока. Таким образом, любые
поступающие сигналы будут воздействовать на детектирующее устройство практически так же, как если бы
n-фазный источник энергии был заменен батареей или генератором постоянного тока.
Преимущество изобретения заключается в том, что оно включает в себя средства для обеспечения
возбуждения анодной цепи от источника переменного тока. Использование высоких напряжений в системе
постоянного тока для возбуждения пластин требует динамо-машин специальной конструкции. В системе
переменного тока с возбуждением анода напряжения, подаваемые на цепь анод-нить накала, могут
изменяться в широких пределах простым изменением коэффициентов трансформации. Хотя в системе
возбуждения пластины, воплощающей изобретение, показана конкретная компоновка трубчатых элементов,
могут быть внесены различные модификации, которые находятся в рамках изобретения. Я осведомлен о
технических характеристиках.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_205191.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=205191&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB205191A
[]
Усовершенствования, относящиеся к дирижаблям или связанные с ними.
Я, Хамфри Фрэнсис Паркер, гражданин Доминиона Новая Зеландия, проживающий по адресу:
Треднидл-стрит, 29, Лондон, Восточный Кейп-Код 2, настоящим заявляю, что сущность данного изобретения
заключается в следующем: Данное изобретение относится к дирижаблям, и в дальнейшем описании термин
«дирижабль» означает летательный аппарат легче воздуха, в отличие от самолетов или подобных
летательных аппаратов. В дирижаблях иногда желательно изменять температуру подъемного газа для
изменения плавучести судна. Кроме того, желательно поддерживать постоянный общий вес судна. Ранее
предлагалось изменять температуру подъемного газа путем разделения корпуса судна на две камеры:
основную камеру, содержащую подъемный газ, и небольшую камеру, проходящую продольно в днище
корпуса, в которой циркулировал воздух. Конструкция заключалась в том, что нижняя камера через
определенные промежутки вертикальными ответвлениями входила в газовую камеру, но не была с ней
связана, так что температура воздуха в нижней камере влияла на подъемный газ судна; температура
подъемного газа повышалась за счет циркуляции воздуха в нижней камере по трубе, через которую
пропускались отработанные газы от двигателя судна.
В качестве альтернативного варианта было предложено изменять температуру подъемного газа путем
непосредственного введения в воздух продуктов сгорания двигателя, влияющих на температуру газа. Что
касается ранее предпринятых усилий по поддержанию постоянного общего веса судна, следует отметить, что
было предложено охлаждать выхлопные газы двигателей для конденсации водяного пара, входящего в
состав этих газов, тем самым частично компенсируя вес бензина или аналогичного топлива, используемого
для привода двигателей. Применяемый метод охлаждения газов заключался в том, что их пропускали через
змеевик или подобное устройство в воздушном потоке, а образующаяся при конденсации пара вода
собиралась. Такие методы конденсации позволили снизить температуру выхлопных газов до 70 или 80
градусов по Фаренгейту и добиться конденсации примерно 75% от массы потребленного бензина. Главная
цель настоящего изобретения состоит в устранении всех потерь, присущих известным в настоящее время
методам поддержания равновесия.
Настоящее изобретение представляет собой способ обеспечения балластом дирижаблей, заключающийся в
охлаждении выхлопных газов двигателей таким образом, чтобы в результате рекуперации воды было
получено количество воды, превышающее количество углеводородов, потребленных при образовании
указанных выхлопных газов. Данный метод может быть модифицирован путем использования части тепла
отходящих газов для повышения температуры подъемного газа и охлаждающего потока для понижения
указанной температуры, при этом полное регулирование равновесия осуществляется с помощью
теплопередачи. В конструкциях, соответствующих настоящему изобретению, выхлопные газы
предпочтительно охлаждаются путем пропускания их через камеру или камеры, одна стенка которых
образована внешней поверхностью сосуда, расположенной в воздушном потоке, благодаря чему вес
конденсированной воды превышает вес потребленного бензина, что приводит к фактическому увеличению
веса дирижабля во время работы двигателей; такая внешняя поверхность может представлять собой часть
внешней оболочки сосуда или внешнюю поверхность, например, гондолы или другой подходящей подвесной
части, прилегающей к двигателю, если такие дирижабли не являются жесткими.
Конструкция может быть дополнена средствами для изменения температуры подъемного газа, что позволяет
достичь полного контроля равновесия с помощью теплопередачи. Однако предпочтительно, чтобы полный
контроль равновесия был достигнут с помощью единого устройства, включающего внешнюю поверхность
оболочки дирижабля, как будет объяснено далее. Оба фактора, определяющие это равновесие — вес и
подъемная сила — находятся под контролем. Вес может быть уменьшен за счет сброса балласта или
увеличен за счет конденсации большего количества воды, чем сжигается топлива. Подъёмный газ следует
поддерживать при температуре несколько выше атмосферной, так что подъёмную силу можно увеличить,
обеспечив циркуляцию горячего воздуха в пространстве между оболочками, или уменьшить, прекратив подачу
тепла и позволив нагретому воздуху, уже находящемуся в пространстве между оболочками, вытесняться
через верхние и задние вентиляционные отверстия и заменяться холодным воздухом, который может
поступать через вентиляционные отверстия в передней части судна. Полный контроль равновесия,
обеспечиваемый этими методами теплопередачи, дает значительные преимущества по сравнению с
существующими методами.
В настоящее время поддержание равновесия осуществляется путем регулирования подачи подъемного газа,
сброса балласта или изменения положения судна посредством подъема или опускания носовой части
относительно хвостовой. Все эти методы расточительны. Ограничение подачи газа через клапаны означает
прямые потери стоимости газа, который теряется впустую. Сброс балласта означает, что вес, который в
противном случае мог бы быть добавлен к полезной нагрузке, должен быть зарезервирован для балласта на
случай аварийных ситуаций при маневрировании. Изменение положения судна, приводящее к увеличению
или уменьшению подъемной силы, создаваемой вертикальной результирующей сопротивления, означает
растрату топлива, поскольку для поддержания скорости судна, наклоненного к воздушному потоку, требуется
больше энергии, чем для судна, летящего точно в воздушном потоке. Все эти потери устраняются
существующей системой, которая, кроме того, эффективна до тех пор, пока есть топливо для двигателей,
тогда как в настоящее время судно перестает быть маневренным, когда заканчивается запас балласта.
Судну, построенному в соответствии с настоящим изобретением, не требуется перевозить балласт при
отрыве от грунта.
Вместо этого подъемный газ нагревается для аварийных ситуаций, возникающих во время полета и в
настоящее время требующих сброса балласта, а сконденсированная вода используется для балласта при
посадке судна на землю. Регулирование подачи тепла заменяет изменение положения корабля в полете.
Потери газа, вызванные перегревом или повышением температуры атмосферы, компенсируются
уменьшением подвода тепла к газу, а потери, вызванные сжиганием топлива, компенсируются рекуперацией
воды. Изобретение особенно применимо в конструкциях, в которых газовая оболочка расположена рядом с
внешней оболочкой сосуда, поскольку в таких условиях конденсационный аппарат включает в себя часть
внешней оболочки и может быть расположен в воздушном пространстве между газовой оболочкой и внешней
оболочкой, так что тепло, отводимое от газов, частично излучается в воздух между оболочками и может быть
использовано для изменения температуры подъемного газа, при этом поток охлаждающего воздуха
направляется в воздушное пространство в точке позади конденсационного аппарата, проходя через него, и
нагревается, а количество тепла, передаваемого подъемному газу, регулируется изменением объема потока
воздуха, протекающего между оболочками, и регулированием поступления нагретого воздуха в это
пространство.
Конденсатор отработанных газов предпочтительно представляет собой единую плоскую камеру,
образованную сбоку и в нижней части внешней оболочки, при этом внешняя поверхность оболочки образует
одну из стенок камеры, а вход газов осуществляется таким образом, что они текут в противоположном
направлении по отношению к воздушному потоку, проходящему через сосуд; отработанные газы, пройдя
через камеру, предпочтительно направляются вверх в коробку, снабженную перегородками, функция которой
заключается в сборе взвешенных частиц конденсированной воды. При попадании в камеру газы ударяются о
вертикальные перегородки, снабженные одним или несколькими выступающими ребрами или желобами.
Конструкция перегородок такова, что газы не просто отклоняются при ударе о них, а в большей или меньшей
степени задерживаются ребрами или желобами, препятствуя дальнейшему перемещению взвешенных частиц
воды вместе с газами. Собранная таким образом вода накапливается, образуя капли, которые затем могут
стекать по желобам, защищающим их от обратного попадания в газовый поток, пока они не достигнут
накопительного резервуара на дне ящика, от которого отстойные трубы могут вести к балластным цистернам,
соответствующим образом расположенным на судне.
Благодаря такой конструкции стало возможным получать 120 фунтов воды из выхлопных газов двигателя,
образующихся при расходе двигателем 100 фунтов бензина. В предпочтительном варианте конструкции
входная труба в коробку расположена по центру на одном конце, а перегородки расположены таким образом,
чтобы обеспечить параллельный ряд змеевидных или зигзагообразных каналов вдоль коробки, причем
каждая перегородка имеет загнутый край на вертикальной кромке, удаленной от входного конца коробки, так
что на каждом гребне с каждой стороны перегородок, образованных соединенными вертикальными
перегородками, предусмотрен желоб для сбора взвешенных частиц воды. Таким образом, следует понимать,
что отработанные газы стекают по обеим сторонам образованных перегородок, при этом коробка, разумеется,
снабжена соответствующей выходной трубой для отвода обработанных газов в атмосферу. По-видимому,
использование внешней поверхности в качестве одной из стенок конденсационной камеры обеспечивает
высокую эффективность конденсации при минимальном весе на лошадиную силу и одновременно позволяет
значительно снизить сопротивление напору по сравнению с любым другим устройством для извлечения воды
из выхлопных газов.
Эффективность конденсации аппарата повышается за счет использования вышеупомянутого контейнера,
поскольку взвешенные частицы воды улавливаются и не уносятся остатками продуктов сгорания, как это было
до сих пор. Для адаптации конденсатора, описанного выше, к изменению температуры подъемного газа, во
внешней оболочке предусмотрены три комплекта отверстий, предпочтительно расположенных в
непосредственной близости от камеры; каждый комплект может состоять из одного или нескольких
независимо или совместно управляемых портов, один комплект расположен перед камерой с учетом
прохождения сосуда, а два — позади, причем отверстие перед камерой предназначено для подачи воздуха,
который затем проходит между оболочками и мимо камеры и выходит через самый задний комплект
отверстий, в то время как промежуточное отверстие или отверстия, расположенные позади камеры, подают
нагретый воздух между оболочками. При такой конструкции, если необходимо нагреть подъемный газ,
открываются только промежуточные отверстия, а если требуется поддерживать газ при атмосферной
температуре или понизить его температуру, используются передние и задние отверстия, а промежуточные
отверстия закрываются.
На внешней оболочке предусмотрены вентиляционные отверстия, расположенные на некотором расстоянии
от камеры, а также в верхней или задней части сосуда, так что теплый воздух, поступающий через
упомянутые выше промежуточные отверстия, после нагрева подъемного газа выходит через эти
вентиляционные отверстия. Тепло также передается воздуху в пространстве между внутренней и внешней
оболочками с внутренней поверхности камеры, при этом образуются конвекционные потоки, которые
обеспечивают газ во внутренней оболочке слоем теплого воздуха. В предпочтительном варианте указанные
группы отверстий образованы одним отверстием, управляемым поворотным клапаном, причем передний
клапан может открываться наружу, а задний — внутрь для прохождения охлаждающего потока между
оболочками, при этом промежуточный порт закрыт. Таким образом, холодный воздух направляется передним
клапаном в воздушное пространство, проходит мимо внутренней стенки камеры и оттуда снова выходит в
атмосферу через самое заднее отверстие, через которое поток направляется расположенным внутри
клапаном, так что тепло от внутренней стенки отводится непосредственно в атмосферу, оставляя остальную
часть воздуха в пространстве между оболочками нетронутой.
Однако, если необходимо нагреть воздух внутри оболочек, передний и задний клапаны закрываются в своих
положениях, а промежуточный клапан, который устанавливается для открытия наружу, расположен таким
образом, чтобы улавливать поток воздуха, проходящий снаружи камеры, так что нагретый воздух попадает в
клапан, который направляет нагретый воздух в пространство между оболочками. ' . Данная конструкция,
предусматривающая изменение температуры подъемного газа, обладает второй новой особенностью
изобретения: использованием единого устройства, предназначенного для извлечения воды из выхлопных
газов двигателя с целью поддержания постоянной общей массы сосуда, причем это устройство также
приспособлено для изменения температуры подъемного газа. В условиях жаркого климата, учитывая
температуру атмосферного воздуха, может возникнуть необходимость вводить в качестве вспомогательного
средства охлаждения отработавших газов охлаждающую струю воды внутри камеры, предпочтительно
подавая воду из балластных цистерн.
Однако в указанных условиях температура воды также не будет достаточно низкой для получения
эффективного результата. Следовательно, для охлаждения воды необходимо внедрить систему охлаждения.
В современных струйных системах обычно используется система воздушного охлаждения с радиаторами, но
это, конечно, позволяет лишь снизить температуру воды до температуры атмосферы, поэтому такая система
может оказаться неэффективной для достижения требуемой цели. Теперь также известно, что испарение
бензина при прохождении через диффузор карбюратора во впускной коллектор двигателя требует
дополнительного нагрева. Обычно это тепло отводится от воздушного потока, проходящего через диффузор
карбюратора и впускной коллектор, а также, конечно же, от воздуха, смешанного с бензином. Известно, что
температура воздуха вне диффузора карбюратора и на впуске коллектора снижается примерно на 20
градусов по Фаренгейту. Согласно настоящему изобретению, впускной патрубок коллектора имеет рубашку
охлаждения, которая является частью трубопровода, ведущего от балластных цистерн к камере, так что вода,
выходящая из струи, примерно на 20 градусов по Фаренгейту холоднее, чем вода в балластных цистернах.
Для обеспечения циркуляции может использоваться насос, при этом вода собирается со дна камеры и
возвращается в балластные цистерны. Однако следует понимать, что при обычных температурах и холодной
погоде система поверхностного охлаждения конденсирует достаточное количество воды из отработавших
газов. В одном из вариантов конструкции, воплощающем настоящее изобретение, весь аппарат может быть
расположен между двумя продольными балками сосуда, при этом ящик соединен с верхней балкой, а камера
опирается на нижнюю балку, причем ящик и камера соединены короткой трубой. Та часть внешней
поверхности, образующая часть камеры, к которой подсоединена выхлопная труба двигателя для подачи газа
в камеру, подготовлена для противостояния воздействию температуры газа путем вставки в внешнюю
поверхность пластины из подходящего материала, что предотвращает повреждение обычного тканевого
материала, из которого состоит большая часть остальной оболочки. В камере, предпочтительно немного
выше плиты, соответствующим образом сформирован желоб, желоб или другое устройство, предназначенное
для сбора воды, сконденсированной из газов на внутренней стороне внешней поверхности оболочки, причем
желоб соединен трубами с балластными цистернами судна.
В этой связи следует отметить, что предпочтительнее выбрать участок поверхности, наклоненный внутрь
сверху вниз, чтобы конденсированная вода стекала по внутренней поверхности в водоотводной желоб, а не
стекала с этой поверхности и не попадала в желоб. Каркас камеры может состоять из литого алюминия, к
боковым сторонам которого крепится листовой алюминий или ткань, а камера может быть усилена
внутренними диагональными проволоками, как это будет хорошо понятно. Вместо одной камеры можно
использовать ряд соединенных между собой камер, расположенных вплотную друг к другу по прямой линии с
прямым, свободным проходом для отвода отработанных газов от одного конца до другого, или же камеры
могут быть расположены рядом друг с другом, при этом направление потока отработанных газов меняется на
противоположное в конце каждого блока, или же отработанные газы могут проходить через такие камеры
параллельно. В местах наибольшей температуры выхлопных газов предпочтительно использовать
гофрированный алюминий на поверхности внешней оболочки, к которой может быть подсоединена выхлопная
труба от двигателя.
Камеры будут очень узкими, то есть толщиной всего около дюйма или двух, удобный размер, скажем, один
дюйм толщиной и 40 дюймов глубиной, то есть выступающими вниз за пределы оболочки. Благодаря
настоящему изобретению стало возможным использовать уже существующую на дирижабле поверхность или
поверхности в качестве конденсационной поверхности, то есть без дополнительного сопротивления воздуха.
Созданный таким образом конденсатор имеет разумный вес, и прохождение через него отработавших газов
не вызывает чрезмерного противодавления на двигатель. Значительно улучшается общее количество воды,
извлекаемой из газов, а кроме того, аппарат может быть адаптирован для изменения температуры
подъемного газа, что позволяет контролировать плавучесть и вес дирижабля с помощью одного устройства.
Усовершенствования, относящиеся к дирижаблям или связанные с ними.
Я, Хамфри Фрэнсис Паркер, гражданин Доминиона Новая Зеландия, проживающий по адресу:
Треднидл-стрит, 29, Лондон, Восточный Кейп-Код, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет
следующий характер: данное изобретение относится к дирижаблям, и в следующем описании термин
«дирижабль» означает летательный аппарат легче воздуха, в отличие от самолетов или подобных
летательных аппаратов. В моей заявке № 19119 от 1922 года, находящейся на рассмотрении, описан способ
охлаждения выхлопных газов двигателя таким образом, чтобы в результате рекуперации воды было получено
количество воды, превышающее количество углеводородов, потребленных при образовании указанных
выхлопных газов. При таком способе балластировка дирижабля осуществляется сразу после запуска
двигателя. Настоящее изобретение заключается в сочетании способа охлаждения газов с целью получения
количества воды, превышающего количество углеводородов, сожженных для получения охлажденных газов,
со способом охлаждения подъемного газа путем испарения воды с внешней поверхности газового контейнера.
Вода, подаваемая в газовую оболочку, конечно, теряется, но поскольку вода образуется за счет охлаждения
выхлопных газов, вес дирижабля изменяется лишь на очень короткое время, настолько короткое, что нет
необходимости регулировать газ для корректировки дифферента, так как вес воды, используемой для
охлаждения, быстро восполняется водой, полученной из выхлопных газов. Вода, подаваемая на внешнюю
оболочку, может подаваться из балластных цистерн через распылители или форсунки, расположенные над
оболочкой. Однако в жарком климате может потребоваться, чтобы температура распыляемой воды была
ниже атмосферной, и для охлаждения воды перед распылением предпочтительно пропускать ее через
впускной коллектор двигателя, чтобы вода обеспечивала тепло, необходимое для испарения бензина при
прохождении через диффузор карбюратора к коллектору. Для этой цели коллектор может быть снабжен
рубашкой охлаждения, которая является частью трубопровода, соединяющего балластные цистерны с
упомянутыми выше распылителями.
В моей предыдущей заявке, упомянутой выше, описан метод достижения полного контроля равновесия с
помощью средств теплопередачи. Теперь настоящее изобретение может быть связано с полным контролем
равновесия с помощью средств теплопередачи, упомянутых в моей параллельно рассматриваемой заявке, а
именно, распылительное устройство для оболочки может быть присоединено к струйному устройству для
охлаждающей камеры, при этом предусмотрен кран или клапан, так что вода, охлаждаемая коллектором
двигателя, может направляться либо в камеру системы охлаждения, либо к распылителям для внешней
оболочки. Настоящее изобретение может быть использовано в конструкциях дирижаблей, включающих
внутреннюю и внешнюю оболочки, связанные с полным контролем равновесия посредством теплопередачи,
как описано в моей параллельно рассматриваемой заявке, то есть вода из балластных цистерн, охлаждаемая
циркуляцией над впускным коллектором, может использоваться в качестве вспомогательного средства
вентиляции при охлаждении подъемного газа. В этом случае вода, вместо того чтобы подаваться в сопло в
камере охлаждения отработавших газов, транспортируется по трубам к верхней части газовых контейнеров и
там распыляется в пространство между внутренней и внешней крышками и на поверхность контейнера.
Поскольку температура в этом помещении и в контейнере ниже, чем температура воздуха, оно охлаждает их
напрямую. Кроме того, происходит косвенное охлаждение, поскольку воздух в пространстве между
оболочками не насыщен водой, и поэтому вода испаряется, а при испарении поглощает тепло из воздуха, от
ткани и косвенно от подъемного газа внутри контейнера, который таким образом охлаждается. Вода,
распыляемая таким образом, уносится воздухом, циркулирующим между оболочками, и, таким образом,
теряет свой вес. Это нарушило бы равновесие, если бы не тот факт, что вес можно восстановить, конденсируя
больше воды, чем сжигается топлива. Описанная выше схема является весьма эффективным дополнением к
охлаждению путем вентиляции, описанному в моей заявке, находящейся на рассмотрении, упомянутой ранее.
Тот же результат может быть достигнут, хотя и менее эффективно, путем перекачки воды непосредственно из
балластных цистерн в распылители. В данном случае охлаждение происходит преимущественно за счет
испарения, поскольку небольшая разница между температурой воздуха и воды недостаточна для
существенного охлаждения путем повышения температуры воды, и поэтому подходит только для прохладных
климатических условий. В то же время, когда вода поступает через впускной коллектор, система может
работать в любых климатических условиях, как уже объяснялось.
В соответствии с настоящим изобретением, подъемный газ может поддерживаться при постоянной
температуре или охлаждаться ниже атмосферной температуры, что практически исключает перегрев газа.
Усовершенствования, относящиеся к дирижаблям или связанные с ними.
Я, Хамфри Фрэнсис Паркер, гражданин Доминиона Новая Зеландия, проживающий по адресу:
Треднидл-стрит, 29, Лондон, Восточный Кейп-Код, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о
способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к дирижаблям, и в следующем описании термин «дирижабль» подразумевает
только летательные аппараты легче воздуха. В современной практике, хотя и адекватное, управление
равновесием дирижаблей является неэффективным. Сброс балласта означает, что вес, который мог бы быть
добавлен к полезной нагрузке, должен быть отложен в качестве балласта для целей маневрирования; для
компенсации расхода топлива подъемный газ отпускается через клапан, то есть ему разрешается выходить
через клапан. В случае непредвиденных нагрузок, таких как дождь или снег, необходимо сбрасывать балласт
или использовать динамические методы, то есть лететь под углом к воздушному потоку, что влечет за собой
либо снижение скорости, либо дополнительный расход топлива.
Опять же, повышение температуры газа в результате воздействия солнечных лучей означает необходимость
перекрытия потока, поскольку газовый баллон может вместить только заданный объем, а последующее,
возможно, снижение температуры потребует дополнительной потери балласта. Однако в дирижаблях,
имеющих внешнюю оболочку, расположенную на некотором расстоянии от газового баллона, предлагалось
охлаждать баллон потоком воздуха атмосферной температуры или распылять воду на газовые баллоны или
на пористую подвесную ткань, но в таких случаях происходит существенная потеря веса, а также
коммерческие потери, связанные с необходимостью перевозки дополнительного объема воды, в то время как
для повышения температуры подъемного газа пространство между баллонами и оболочкой нагревается
слоем воздуха, нагретого выхлопными газами двигателя, причем температура изменяется в зависимости от
степени смешивания воздуха с выхлопными газами или в зависимости от контакта с теплообменной
поверхностью, нагреваемой выхлопными газами. Основная цель настоящего изобретения состоит в
расширении средств, имеющихся в распоряжении пилота для поддержания или восстановления равновесия,
а также в создании усовершенствованного аппарата для конденсации выхлопных газов дирижабля в целях
компенсации потерь веса за счет расхода топлива.
Согласно настоящему изобретению, равновесие в дирижабле поддерживается или восстанавливается путем
охлаждения отходящих газов для извлечения воды в качестве компенсации потерь веса, при этом
температура подъемного газа повышается за счет тепла, выделяемого отходящими газами, а для понижения
температуры охлаждающий поток направляется на газовый контейнер, так что полный контроль
осуществляется с помощью средств теплопередачи. Поддержание равновесия, включающее полный контроль
балласта и контроль подъемной силы, может, однако, полностью осуществляться за счет теплопередачи от
выхлопных газов двигателя, и в таком случае подъемный газ может охлаждаться потоком воды,
направленным на контейнер, или, в качестве альтернативы, для охлаждения подъемного газа может
использоваться скрытая теплота испарения воды, при этом следует понимать, что в обоих случаях вес
используемой воды компенсируется за счет сбора воды из выхлопных газов. В дирижабле, имеющем
внешнюю оболочку, расположенную на некотором расстоянии от газового баллона, подъемный газ может
охлаждаться известным способом потоком воздуха, протекающим вдоль дирижабля между внешней
оболочкой и газовым баллоном.
Кроме того, в дирижабле с такой внешней оболочкой конвекционные потоки непосредственно между газовым
контейнером и внешней оболочкой могут быть устранены путем создания препятствий, что предотвращает
перегрев. При реализации настоящего изобретения предпочтительным устройством для охлаждения
отходящих газов дирижабля будет камера или камеры, одна стенка каждой из которых в основном образована
внешней поверхностью дирижабля, расположенная в воздушном потоке и, следовательно, вызывающая
передачу тепла изнутри камеры в атмосферу. Образовавшаяся в камерах вода может собираться и
подаваться в балластные цистерны или сбрасываться по мере необходимости, при этом, разумеется,
попадание указанных отработавших газов в камеры может быть полностью предотвращено по желанию.
Вместе с упомянутыми камерами может быть установлен разделительный короб для приема газов,
выходящих из камер, с целью извлечения воды во взвешенном состоянии. Короб разделен перегородками
или перегородками на ряд змеевидных каналов, причем выступы по обе стороны перегородок образованы
желобами или подобными элементами, предназначенными для удержания частиц воды и предотвращения их
разбрызгивания выходящим потоком.
Используя предпочтительную конструкцию охлаждающего устройства, описанную со ссылкой на настоящее
изобретение, можно получить воду, эквивалентную более чем 100% веса потребленного топлива; фактически,
из 100 фунтов потребленного бензина было получено 120 фунтов воды, так что с помощью настоящего
изобретения можно обеспечить водой, превышающей необходимое для судоходства, которая после
соответствующей обработки может быть использована для бытовых нужд в пути. Трубопроводы могут быть
соединены с балластными цистернами судна и системой трубопроводов, снабжаемых водой по указанным
трубопроводам, так что верхняя часть газового баллона может опрыскиваться водой с целью охлаждения
подъемного газа. Вместо того чтобы направлять струю воды непосредственно на контейнер, можно
расположить над верхней частью контейнера защитное покрывало и направлять струю воды на него, так что
охлаждение подъемного газа будет осуществляться за счет скрытой теплоты испарения воды, находящейся в
покрывале. Теперь следует четко понимать, что результаты рекуперации воды в соответствии с настоящим
изобретением таковы, что компенсируют потерю веса за счет расхода топлива, которым может быть бензин
или мазут, такой как керосин, и водорода, которым он может сжигаться, причем последний обычно поступает
из газового баллона, чтобы поддерживать равновесие судна, тогда как при использовании потока воды для
охлаждения газового баллона результаты рекуперации воды будут доведены до того, что компенсируют также
потерю веса воды, используемой для охлаждения подъемного газа.
Что касается поддержания или повышения температуры подъемного газа в дирижабле, имеющем внешнюю
оболочку, расположенную на некотором расстоянии от газового баллона, то в оболочке может быть
предусмотрено отверстие для обеспечения контролируемого потока воздуха мимо внутренней стенки
охлаждающей камеры между оболочкой и баллоном, благодаря чему эта стенка остается холодной, и в таких
условиях температура подъемного газа поддерживается практически постоянной. Однако, можно создать
контролируемый поток воздуха, проходящий мимо внешней стенки охлаждающей камеры и поступающий в
указанное пространство, который, нагреваясь, будет нагревать воздух в этом пространстве. Если в этот
момент первый поток охлаждающего воздуха будет прекращен, внутренняя стенка камеры также будет
излучать тепло, и возникнут конвекционные потоки, в результате чего вокруг газового контейнера образуется
теплый слой. Следует понимать, что обычные носовые и кормовые вентиляционные отверстия судна
предусмотрены в верхней части для обеспечения надлежащей циркуляции воздуха в обычных условиях и
отвода теплого воздуха при необходимости.
Регулирование температуры подъемного газа путем прямой передачи тепла от отходящих газов имеет новую
особенность, заключающуюся в том, что устройство осуществляет как охлаждение отходящих газов, так и
регулирование температуры подъемного газа с помощью методов теплопередачи. В дирижабле типа,
имеющего внешнюю оболочку и снабженном средствами охлаждения отходящих газов в соответствии с
настоящим изобретением, перегрев может быть предотвращен путем введения промежуточной перегородки
между внешней оболочкой и газовым контейнером. Однако, если в таких конструкциях для охлаждения
подъемного газа используется распыление воды, промежуточные перегородки будут располагаться над
указанной системой распыления. Поскольку настоящее изобретение особенно применимо к конструкциям, в
которых газовый баллон расположен внутри внешней оболочки дирижабля, изобретение будет более
подробно объяснено со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие этот тип дирижабля,
воплощающий настоящее изобретение.
На чертежах: фиг. 1 — вид дирижабля в разрезе, четко показывающий расположение в нижней части
конденсационного аппарата, сконструированного в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 2 —
конденсационный аппарат в увеличенном масштабе, соединенный с коробкой для удаления воды во
взвешенном состоянии; фиг. 3 — вертикальный разрез по линии 3-3 фиг. 2; фиг. 4 — вид с торца, а фиг. 5 —
план коробки, показанной на фиг. 2; фиг. 6 — вертикальный разрез по плоскости 6-6 фиг. 1, но в увеличенном
масштабе; фиг. 7 — вид сверху, показывающий расположение конденсационных и
температурно-регулируемых устройств для подъемного газа, если смотреть в направлении, указанном
стрелкой 7 на фиг. 6 Рис. 8 представляет собой горизонтальный разрез по линии 8-8 на рис. 7, но диаметры
конденсационных трубок показаны непропорционально, чтобы было удобнее проиллюстрировать их
положение; рис. 9 представляет собой вертикальный разрез по линии 9-9 на рис. 7, при этом трубка
конденсационной камеры также показана непропорционально для наглядности; рис. 10 представляет собой
частичный разрез, аналогичный рис. 6, иллюстрирующий положение распылительных устройств и защитного
покрытия, являющихся частью системы регулирования температуры подъемного газа; рис. 11 представляет
собой фрагментарный план конструкции, показанной на рис. 10, без внешней оболочки; рис. 12 представляет
собой фрагментарный увеличенный эскиз, лучше показывающий расположение труб и распылительных
устройств, показанных на рис. 10; и рис. 13 представляет собой аналогичный вид рис. 10, показывающий
модифицированную конструкцию, включающую промежуточную перегородку, предназначенную для
минимизации теплового излучения к подъемному газу или от него.
На этом рисунке поперечные трубопроводы системы распыления опущены для большей наглядности. На
рисунках 10–13 балочная конструкция корабля показана условно только контурами. Обратимся сначала к рис.
1 этих чертежей. Видно, что конденсаторный аппарат расположен в нижней части судна, что является
наилучшим местом для доступа. Кроме того, гондола с двигателями обозначена номером 10, а выхлопная
труба двигателя, ведущая к конденсаторному аппарату, — номером 11. Площадь, занимаемая
конденсаторным аппаратом при взгляде в проекции, обозначена пунктирной линией 12. Обычные носовые и
кормовые вентиляционные отверстия судна обозначены номерами 13 и 14 соответственно. Обращаясь
теперь к рис. 2–9, выхлопная труба 11 соединена с коллектором 15, образующим один конец конденсационной
камеры, другой конец которой образован коллектором 16, соединенным с коробкой 17, содержащей
описанные далее перегородки 18, причем коробка имеет выходное отверстие 19, ведущее в атмосферу.
Газы из выхлопной системы двигателя проходят через конденсационную камеру, а затем через коробку 17 в
атмосферу, и во время прохождения через нее охлаждаются до такой степени, что количество воды,
извлеченной из выхлопной трубы, по меньшей мере, равно весу топлива, израсходованного на производство
газов. Вода собирается из конденсационной камеры по трубе 20, имеющей соединения через определенные
интервалы, и из ящика 17 по трубе 21, причем трубы 20 и 21 соединены с трубопроводом, ведущим к
балластным цистернам, обычно расположенным в несущей конструкции судна. Согласно настоящему
изобретению, конденсационная камера имеет одну стенку, обращенную к воздушному потоку;
предпочтительно камера разделена на секции, так что степень охлаждения газов может изменяться в
соответствии с требованиями путем изменения площади используемой камеры. С этой целью камера может
быть образована двенадцатью секциями, каждая из которых включает пять блоков по дюжине трубок,
расположенных параллельно и соединенных на каждом конце рамой в виде верхней перемычки.
На фиг. 2 показаны три полных участка: один соединен с коллектором 15, другой — с коллектором 16, а
третий — с рамным коллектором, включающим первый упомянутый участок. Рамные коллекторы обозначены
номерами 22, 23 и 24 и соединены короткими трубами с трубой 20. Верхний узел в секции, соединенной с
коллектором 16, полностью изображен с помощью 12 труб, но все остальные узлы обозначены лишь
ограничительными линиями. Такая компоновка конденсационной камеры образует пять параллельных линий
по 12 ячеек, ведущих от коллектора 15 к коллектору 16; эти пять линий обозначены буквами A, B, C, D, E
соответственно. Как указано, вся конструкция будет иметь небольшой наклон к вертикали для облегчения
сбора и отвода воды. По-видимому, использование внешней поверхности в качестве одной из стенок
конденсационной камеры обеспечивает высокую эффективность конденсации при минимальном весе на
лошадиную силу и одновременно позволяет значительно снизить сопротивление напору по сравнению с
любым другим устройством для извлечения воды из выхлопных газов.
Эффективность конденсации аппарата повышается за счет использования вышеупомянутого корпуса,
поскольку взвешенные частицы воды улавливаются и не уносятся остатками продуктов сгорания, как это было
ранее, а трубчатая конструкция обеспечивает жесткость без вспомогательного каркаса. Перегородки 18 в
коробке 17 предпочтительно вертикальны и расположены таким образом, чтобы образовывать ряд
гофрированных перегородок, между которыми сформированы змеевидные пути для газов; каждый выступ
каждой перегородки снабжен желобом 25, предназначенным для улавливания воды, взвешенной в
выходящих газах, а также для предотвращения уноса собранных частиц потоком. Удобно, что каждый желоб
может быть выполнен заодно с перегородкой. Упомянутая конструкция обеспечивает необходимое
поддержание равновесия путем производства воды в требуемой степени с помощью теплопередачи, либо для
компенсации потерь веса, либо для обеспечения балластом или водой для других целей.
Вся конденсационная установка может быть размещена между двумя продольными балками дирижабля (см.
рис. 6 и 9), при этом ящик 17 соединен с верхней балкой, а конденсационная камера установлена на нижней.
Для полного контроля подъемной силы судна температура газа также изменяется за счет теплопередачи от
выхлопных газов. Внешняя оболочка снабжена портом 26 перед конденсаторной камерой и двумя портами 27
и 28 позади нее (см. рис. 8). Заслонка, управляющая портом 27, открывается наружу, а заслонка,
управляющая портом 28, открывается внутрь. В нормальных условиях отверстия 26 и 28 открыты, так что
воздух поступает через отверстие 26, проходит мимо задней стенки конденсационной камеры и выходит через
отверстие 28; это охлаждает внутреннюю стенку конденсационной камеры и предотвращает излучение тепла
в воздух в пространстве между внешней оболочкой и газовым баллоном. Когда необходимо нагреть
подъемный газ, порты 26 и 28 закрываются, а порт 27 открывается; поток воздуха, проходящий через
конденсационную камеру, нагревается и поступает в пространство между внешней оболочкой и газовым
баллоном, а при закрытии порта 26 воздух в пространстве между внешней оболочкой и газовым баллоном
также нагревается излучением от внутренней стенки камеры, создавая конвекционные потоки, которые
обеспечивают газ в газовом баллоне слоем теплого воздуха, при этом вентиляция теплого воздуха
осуществляется через заднее отверстие 14 в верхней части судна.
Из приведенного выше описания следует, что наличие двух отверстий и заслонок в задней части
конденсаторной камеры является необязательным; можно предусмотреть одно отверстие и установить
заслонку, которая будет располагаться внутри и снаружи камеры. Данная конструкция, предусматривающая
регулирование температуры подъемного газа, обладает второй новой особенностью изобретения, а именно
использованием единого устройства, предназначенного для извлечения воды из выхлопных газов двигателя с
целью поддержания равновесия дирижабля, причем это устройство также предназначено для регулирования
температуры подъемного газа. Для охлаждения подъемного газа предпочтительно использовать скрытую
теплоту испарения воды, и с этой целью вода подается из балластных цистерн к соплам, расположенным над
верхней частью газового контейнера. Удобная система показана на рис. 10 и 11; продольные балки 29 судна
несут магистральные трубопроводы 30, а балки верхнего сечения 31, являющиеся частью кольцевых
шпангоутов, расположенных поперечно судну, несут ответвления 32, снабженные рядом форсунок 33, из
которых могут выходить струи вдоль судна.
Непосредственно под каждой трубой 32 находится покрывало из подходящего материала, натянутое на
верхнюю часть газового баллона, так что на него можно распылять воду, при этом испарение воды отводит
тепло от подъемного газа. На чертежах одеяло обозначено номером 34, газовый баллон — номером 35, а
номер 36 обозначает обычную сетку, в которую заключен газовый баллон, а номер 37 — внешнюю оболочку
Соседние файлы в папке патенты