Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_4782
.pdf
создавать поток газа, содержащий избыток ионов определенной полярности, то есть ионов, преимущественно
положительных или преимущественно отрицательных. До настоящего времени эта проблема решалась путем
размещения в потоке газа электродов, между которыми генерировался высоковольтный разряд, и путем
разделения с помощью электрического поля ионов одной полярности из количества ионов, образующихся при
такой конфигурации. Однако у этих известных методов есть тот недостаток, что при этом многие газы
подвергаются нежелательным химическим изменениям. Таким образом, например, если ионы кислорода
используются в химической реакции и если кислород проходит через указанное устройство, электрический
разряд вызывает образование озона (0,), так что устройство становится непригодным для всех реакций, в
которых присутствие озона вредно.
Согласно настоящему изобретению, недостатки известной схемы устраняются за счет использования других
ионизаторов, которые сами по себе известны. Согласно tc, в данном изобретении используются
исключительно такие ионизаторы, которые способны ионизировать газовый поток без осуществления
какого-либо «разряда через газ». Под выражением «латтеи» мы понимаем любой электрический разряд,
происходящий в газовой среде 55 и видимый в темноте.
Как и в известных до настоящего времени устройствах, упомянутых выше, для ионизации газового потока
использовались исключительно электрические разряды через указанный газ, что позволяло получать только
газовый поток с преобладающим числом положительных или отрицательных газовых ионов.
Однако часто бывает желательно использовать ионы твердых веществ для воздействия на химические
реакции или биологические явления, и это достигается, согласно настоящему изобретению, если вместо
электрического разряда через газ используется другой ионизатор, с помощью которого образуются ионы
твердых веществ.
Таким образом, для реализации изобретения требуется, во-первых: создание потока газа, который
предпочтительно пропускается известным способом через очистное устройство и счетчик; во-вторых,
устройство для генерации ионов, которое окружено или пересекается потоком газа и непрерывно подает в
него ионы; и в-третьих, устройство для подавления или отделения нежелательных ионов и ускорения тех,
которые необходимо поддерживать.
На рисунках 1-3 прилагаемых чертежей в качестве примера 85 схематически показаны различные варианты
реализации изобретения.
Обращаясь к рисунку 1, видно, что поток газа создается вентилятором 1, который проходит через камеру
очистки 2 и расходомер 3, а затем через камеру 4, снабженную выходным отверстием 5. В камере 4
расположены ионизатор 6 и ионные сепараторы 7, 8. Поток газа (95%) выходит из выходного отверстия 5,
неся определенное количество положительных или отрицательных ионов.
Для получения ионов в ионизаторе может использоваться любой из следующих способов.
Воздушную обработку с помощью рентгеновских лучей предпочтительно проводить по максимально длинному
пути. Также можно использовать ультрафиолетовые лучи, производимые с помощью хорошо известных
ультрафиолетовых ламп, с такими длинами волн, которые не превращают кислород в озон; однако этот метод
оказался недостаточно эффективным. Скорость прохождения через поле, которую они в своих третьих
средствах могут представлять собой определенные накаливания, в свою очередь, способны производить
новые ионы путем воздействия веществ, таких как платина.
которые очень хорошо подходят для ионизации различных объемов воздуха и различных потоков воздуха.
Таким образом, например, для различных применений требуется определенная степень обогащения
положительными или отрицательными 70%-ными раскаленными платиновыми ионами и иридием с покрытием
или без покрытия, предусмотренного изобретением. Для этой цели можно использовать щелочноземельный
металл, стержень Нернста или вольфрамовый электрод, который, конечно же, может быть изготовлен из
материала с регулируемым сопротивлением, покрытого оксидом тория. Это устройство позволяет пропускать
большое количество ионов или электронов через воздух. Действие ионизатора и напряженность полей могут
изменяться. 75 Что касается третьего существенного элемента, то его значение может быть изменено.
Изобретение, а именно разделение ионов, часто желательное для получения избытка ионов, показало, что
метод, подходящий для получения избытка ионов при определенной скорости воздуха, должен быть
максимально эффективным. Для того чтобы образование положительных ионов отличалось от этого,
контроль может быть осуществлен быстро, 80 процесс, подходящий для производства отрицательных ионов.
Для того чтобы средства регулировки производили ионизацию, которая является исключительно
положительной или преимущественно положительной, достаточно, чтобы для каждого регулируемого
устройства создать достаточно отрицательное поле в условиях генерации и разделения потока воздуха после
того, как он прошел через ионизатор. Для образования ионов и производится их производство.
Ионизация, которая является исключительно или преимущественно отрицательной, и, как было установлено,
предпочтительно расположить две или более подходящих заряженных сетки на пути потока воздуха. После
подробного описания и выяснения природы нашего изобретения, мы заявляем, что то, что мы заявляем,
является... Схема, показанная на рисунке 1. Устройство для управления 2 демонстрирует подходящее
средство для получения положительного ионизированного тока воздуха, скорость которого в камере 4
составляет от 1 до 3 метров в секунду. Отрицательные ионы воздуха, попадающие в камеру 4, имеющую
определенную полярность, отделяются с помощью электрического поля от количества ионов.
100 мм., и окружает ионизатор 6, который вырабатывается ионизатором в токе 100, который может, например,
представлять собой накаленное газообразное вещество, характеризующееся наличием оксида
щелочноземельного металла. Ионизатор устроен таким образом, что он ионизирует воздух без
электрического разряда, происходящего через сетку 7 из газообразного вещества. Две сетки 7 и 8
расположены на расстоянии около 30 мм друг от друга, через ток без какого-либо электрического разряда.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_262830.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=262830&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB262830A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (Германия): декабрь. 14, 1925.
Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): декабрь. 14, 1926, Нет, 262,830 31,765/ 26.
Завершено: октябрь. 27, 1927.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в окрашивании шелка с использованием ацетата целлюлозы.
Мы, I. G. FARBENINDUSTRIE ATIE1iCESELLSCHAFT (ранее известная как Badische Anilin & Soda Fabrik),
акционерное общество, зарегистрированное в соответствии с законодательством Германии, расположенное
во Франкфурте-на-Майне, Германия, являющиеся правопреемниками CHEMISClHE FABRIK
GPIESHEIiV-ELEKITRON, немецкой компании, расположенной во Франкфурте-на-Майне, Германия,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые будут
подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Благодаря данному изобретению шелк, окрашенный ацетатом целлюлозы, может быть окрашен красителями
типа «ледяной краситель», при этом особое преимущество заключается в наличии соединения,
принадлежащего к группе мочевин, и все известные методы получения этих красителей на волокне являются
применимыми. Если сначала на шелке из ацетата целлюлозы фиксируется азокомпонент или
диазокомпонент, или оба компонента одновременно, то во всех случаях добавление веществ,
принадлежащих к мочевинной группе, оказывает специфическое благоприятное воздействие на
впитывающую способность волокна по отношению к красителю.
Этот факт весьма удивителен, поскольку до настоящего времени мочевина или ее производные
использовались только в процессе окрашивания ацетатного шелка основным красителем (см. Спецификацию
№ 215783).
Особенно выгодно добавлять в ванну, содержащую азокомпонент, такое вещество, принадлежащее к
мочевинной группе.
Помимо этого, в красильную ванну могут быть добавлены и другие вещества, например, электролит или
альдегид.
При использовании арилида 2:3-оксин-5-афтоиновой кислоты целесообразно добавлять формальдегид (или
электролит), как это обычно делается при окрашивании хлопка.
Таким образом получаются насыщенные и яркие оттенки, которые ранее не удавалось получить на шелке из
ацетата целлюлозы при использовании красок холодного брожения.
[Цена 1/-] Следующие примеры изобретения иллюстрируют ПРИМЕР 1.
2 части по весу 3-оксинафтоил-аминогидрохинон диметилового эфира тщательно смешивают с 50 частями
мочевины. 30 грамм этой смеси растворяют в 1 литре обычного раствора для пропитки, затем добавляют
около 2 мл (на литр) формальдегида и пропитывают ацетатную целлюлозу шелком (соотношение материала к
раствору 1:30) в течение примерно 25 минут при 60 °C. Пропитанную ацетатную целлюлозу промывают и
обрабатывают диазораствором 4-хлор-2-толуидина (4 грамма на литр), приготовленным обычным способом.
Получается насыщенный красный цвет.
ПРИМЕР 2.
Ацетатный шелк пропитывают при температуре около 50 °C в течение получаса раствором (соотношение
материала к раствору 1:30), содержащим 15 граммов п-нафтола и граммов мочевины на литр,
приготовленным обычным способом; затем изделия промывают и обрабатывают раствором
паранитродиазобензола (2,8 грамма на литр). Получается желтовато-красный цвет.
ПРИМЕР, 3.
1,8 грамма 2,3-оксинафтоил-нафтиламина, 1,8 грамма 4-хлор-2-толуидина и 30 граммов мочевины
растворяют обычным способом в 1 литре раствора для пропитки, и после добавления формальдегида
(примерно 2,5 см³ на литр) ацетатный шелк пропитывают этим раствором (соотношение материала к раствору
1:30) при температуре около 60 °C в течение 25 минут.
Окрашивание осуществляется путем обработки изделий в ванне, содержащей 5 граммов 80-процентной
муравьиной кислоты и граммы нитрита натрия. Получается прозрачный красный цвет.
262,830 Аналогичный хороший результат достигается и при использовании аналогичных тел, принадлежащих
к группе мочевин.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_262831.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=262831&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB262831A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (Великобритания): 11 ноября 7925 г. 262,831 Дата подачи заявки (в Соединенном
Королевстве): 17 февраля 1926 г., № 4578/26, Заявка принята: февраль. 3, 1927.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный двухтактный двигатель внутреннего сгорания.
Я, Майкл Мартинка, проживающий в Ракоссентмихайи, недалеко от Будапешта, Венгрия, гражданин
Чехословакии, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к двухтактным двигателям внутреннего сгорания, содержащим
регенераторы внутри рабочего цилиндра, а именно: двигателю внутреннего сгорания, в котором рабочая
среда после сжатия в холодном состоянии в отдельном компрессоре до максимального давления рабочего
цилиндра подается через управляемые средства подачи на холодной стороне регенераторов в рабочий
цилиндр, и в котором рабочая среда после совершения работы в результате расширения внутри рабочего
цилиндра выводится через выпускной клапан из рабочего пространства. Если двухтактный двигатель не
выпускает отработанные газы в открытый воздух, а создается искусственная атмосфера, имеющая более
высокое давление, чем открытый воздух, и насос наддува двухтактного двигателя забирает отработанные
газы, выступающие в качестве рабочей среды, из указанной искусственной атмосферы и сжимает их в
замкнутом контуре в рабочий цилиндр двигателя, то необходимо подавать воздух для сгорания и
газообразное топливо, если оно используется, сжатое до максимального давления рабочего цилиндра, и
одновременно отводить из замкнутого контура эквивалентное количество отработанных газов.
Ввод свежих газов и удаление отработанных газов предпочтительно осуществляется с помощью
дополнительных или вспомогательных регенераторов, расположенных аналогично основному регенератору
внутри рабочего цилиндра или постоянно соединенных с ним. Основные и вспомогательные регенераторы,
расположенные в рабочем цилиндре или постоянно соединенные с ним, значительно увеличивают зазор
рабочего цилиндра, даже если регенераторы, чтобы свести их объем к минимуму, имеют очень узкие газовые
каналы.
Чем выше удельная мощность, которую должен обеспечивать рабочий цилиндр двигателя (55), тем больше
должны быть габариты регенераторов и тем больше будет их объем по отношению к полезному объему
рабочего цилиндра. Говоря об объеме регенераторов, разумеется, следует понимать только объем газовых
каналов регенераторов.
Зазор, обусловленный объемом 65 регенераторов, серьезно снижает эффективность двигателей указанного
типа, поэтому были предприняты усилия по максимально возможному уменьшению этого зазора. Для
преодоления этого недостатка (70%) ширина газовых каналов регенераторов, а также общие габариты
регенераторов были максимально уменьшены, что привело к снижению регенерации. 75 Следовательно,
станет ясно, что необходимо использовать регенераторы очень значительных размеров и прилагать усилия
для устранения недостатков, связанных с зазорами в больших регенераторах. 80 Недостатками зазора,
создаваемого регенераторами при подключении к двухтактным двигателям, являются следующие:
Во всех поршневых двигателях, в которые рабочая среда подается под давлением в рабочий цилиндр и затем
расширяется, зазор должен быть заполнен до достижения максимального давления. До сих пор это делалось
в двигателях без сжатия 90° перед подачей свежего заряда путем поступления первой части рабочей среды
под полным давлением в зазор цилиндра, который находится под давлением значительно меньшим, чем
давление при подаче.
Энергия давления среды, заполняющей зазор, соответствующая разности давлений на входе и выходе,
полностью теряется. Это приводит к очень существенной потере энергии. Эти потери увеличиваются
пропорционально размерам зазора, если регенераторы расположены внутри цилиндра. Было предложено
уменьшить указанные потери за счет использования частичного сжатия, посредством которого остаточная
среда предыдущего рабочего хода сжимается в цилиндре как можно ближе к давлению на входе в течение
последней части внутреннего хода поршня, называемой «секцией сжатия», перед подачей свежего заряда.
Однако сжатие, предшествующее впуску, влечет за собой отрицательную работу, снижающую удельную
мощность двигателя, поэтому этот метод можно использовать только в том случае, если зазор составляет
лишь незначительные 26 процентов от полезного объема рабочего цилиндра. Однако, если, как в случае с
изобретением, рабочий цилиндр содержит регенераторы, их объем, даже при самых малых практически
допустимых размерах330, увеличивает зазор по отношению к полезному объему цилиндра в такой высокой
степени, что для заполнения зазоров потребуется очень большой участок хода поршня, а отрицательная
работа достигнет недопустимых значений.
Длина секции сжатия будет дополнительно увеличена за счет того, что газы, подлежащие сжатию в зазор
регенераторов, выдавливаются из горячего цилиндра в пространство, средняя температура которого
существенно ниже температуры горячего цилиндра, вследствие чего давление снижается пропорционально
падению температуры. Следовательно, даже если бы секция сжатия была расширена до всего хода поршня, в
большинстве случаев этого было бы недостаточно для повышения давления газа от давления выпуска до
давления впуска. Если газы, заполняющие регенератор, то есть заряд регенератора, сжимаются из горячего
цилиндра в регенератор, и заряд регенератора расширяется в цилиндр во время такта расширения,
возникают также тепловые недостатки, как будет видно из следующего: Для повышения теплового КПД
двигателя перепад температур между горячим и холодным концами регенератора должен быть как можно
больше, а температура горячего конца регенератора должна быть соответственно как можно выше, насколько
это допустимо с точки зрения его конструкции.
Как будет видно из тепловой диаграммы двигателя, пояснённой ниже, предпочтительно также
эксплуатировать двигатель 70 таким образом, чтобы рабочая среда, после попадания в цилиндр через
регенератор, нагревалась за счёт внутреннего сгорания до температуры, превышающей температуру
регенератора, так что 76 при последующем адиабатическом расширении до минимального давления среда
охлаждается точно до максимальной температуры регенератора, когда среда выталкивается из цилиндра в
сторону регенератора 80 с этой температурой.
Изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: Рисунок 1 представляет собой
диаграмму энтропии двухтактного двигателя внутреннего сгорания 8-5, снабженного регенераторами внутри
рабочего цилиндра, в которой не учитывается влияние зазора, т.е. заряда регенератора; Рисунок 2
схематически показывает пример двухтактного двигателя внутреннего сгорания, выполненного в соответствии
с изобретением; Рисунок 3 представляет собой диаграмму энтропии двухтактного двигателя внутреннего
сгорания 95, снабженного регенераторами внутри рабочего цилиндра, в которой учитывается влияние зазора;
Рисунок 4 представляет собой диаграмму энтропии двухтактного двигателя 100, выполненного в соответствии
с изобретением, в которой учитывается зазор; Рисунок 5 представляет собой диаграмму давления двигателя,
показанного на Рисунке 2; 105 - Рисунок 6 представляет собой диаграмму, показывающую движение рабочего
поршня и расширительного поршня 32 на Рисунке 2; На рисунке 7 показаны относительные углы кривошипов
45 и 43 рабочего и 110 расширительного поршней соответственно двигателя, показанного на рисунке 2;
рисунок 8 представляет собой модификацию схемы согласно рисунку 6, показывающую влияние периода
выпуска dw-:d 115 (рисунок 5), а на рисунке 9 схематически показан двигатель внутреннего сгорания согласно
данному изобретению, снабженный двумя комплектами ресиверов высокого давления для зарядки и 120
разрядки регенератора.
На рисунках 1, 3 и 4 по оси ординат отложена абсолютная температура рабочей среды, а по оси абсцисс —
энтропии, при этом P1 и P2 являются изобарами 126, соответствующими давлению pa и соответственно.
Рабочая среда поступает в регенератор 5 (рис. 2) с его холодной стороны при температуре T охладителя и
максимальном давлении p цикла. Dur262,8;31 268,831 При движении поршня 4 наружу среда протекает через
регенератор в рабочий цилиндр 1, поддерживая постоянное давление в рабочем пространстве на уровне p2.
Нагретая сторона регенератора 5 имеет максимально допустимую температуру T2, определяемую его
составом, поэтому среда, протекающая через регенератор, нагревается при постоянном давлении до
температуры T2. Изменение состояния среды соответствует сечению a-b изобары P2 на рис. 1, а тепло,
передаваемое среде регенератором, соответствует площади a, b, t5 s2, s', a. После попадания в цилиндр 1
среда будет нагреваться за счет внутреннего сгорания до температуры Ts при постоянном давлении p2.
Изменение состояния, которое при этом происходит, показано на рисунке b-c изобары P2. В ходе дальнейших
и заключительных этапов хода поршня 4 наружу подача среды и топлива прерывается, так что в рабочем
пространстве происходит адиабатическое расширение 26 вдоль адиабатической оси c-g до минимального
давления p цикла.
Если температура T выбрана соответствующим образом, среда в конце d адиабатического охлаждения
достигает точно допустимой максимальной температуры T2 регенератора. Следовательно, если рабочая
среда во время хода поршня 4 внутрь попадает в регенератор, температура последнего не изменяется.
Вытеснение расширенной рабочей среды происходит через регенератор при постоянном давлении,
соответствующем изобаре d-e, при этом среда охлаждается до T1, и количество тепла e d s4 s, e
возвращается в регенератор. Поскольку изобары a-b и e-d равноудалены друг от друга, площади a b S2 si a и
e d S4 s, e равны, то есть количество тепла, отводимого из 4b и возвращаемого в регенератор, равно.
Таким образом, обеспечивается тепловое равновесие регенератора. Если среда сжимается изотермически от
давления на выходе π до давления на входе P, то цикл замкнется изотермическим e-a. Площадь s, b c d s4
представляет собой количество тепла, которое должно быть введено в процессе внутреннего сгорания, а
площадь s, a e s — количество тепла, которое должно быть отведено охладителем, причем площадь a b c d e
a пропорциональна совершаемой работе. Тепловой КПД определяется отношением T, - T, Ta'T, где T4 —
средняя температура подводимого тепла.
Если бы доля среды, остающаяся после выпуска из цилиндра и имеющая максимальную температуру
регенератора, была адиабатически сжата до давления на входе p2 для заполнения зазора, то температура
сжатой при этом среды в регенераторе, а следовательно, и температура горячей стороны регенератора,
последовательно повышалась бы до T, так что либо горячая сторона регенератора деградировала бы, либо
максимальная температура T цикла снизилась бы до T2. В результате 75 максимальная температура, которой
обладает регенератор до сжатия, должна быть снижена с T2 до температуры, соответствующей
адиабатическому охлаждению газа, имеющего температуру T2 и адиабатически расширяющегося от давления
p до давления π. Однако это, соответственно, снизит тепловую эффективность двигателя.
Газы или их количество, равное тем, которые заполняли зазор во время повышения давления от давления на
выходе до давления на входе, должны покинуть зазор, когда давление снижается в течение периода
расширения. 90 Если в рабочем пространстве отсутствует регенератор, газы, выходящие из зазора,
совершают адиабатическое расширение от давления на входе до давления на выходе. Это расширение в
95% случаев точно воспроизводит сжатие, происходящее при переходе от давления на выходе к давлению на
входе в момент заполнения зазора. В таком случае положительная работа, совершаемая при расширении, на
100 уравновешивает отрицательную работу, совершаемую при сжатии, и термодинамический цикл двигателя
не зависит от зазора.
Однако, если рабочий цилиндр содержит регенератор, то, хотя выход заряда из регенератора соответствует
расширению, это расширение не является копией изменения состояния среды, которое произошло во время
сжатия 110 заряда регенератора. Таким образом, заряд регенератора совершает термодинамический цикл,
тепловая диаграмма которого показана на рис. 3. Этот цикл совершает работу, но с тепловым КПД,
существенно меньшим, чем у правильной загрузки цилиндра.
На рис. 3 более тонкие линии показывают термодинамический цикл основного заряда цилиндра, а более
толстые линии — 120-й цикл заряда регенератора.
Как видно из рис. 3, заряд регенератора после сжатия до максимального давления p2 содержится в
нескольких слоях регенератора 125, имеющих разные температуры, соответствующие средней температуре
T%. Таким образом, среднее состояние заряда i 11 - 4 регенератора будет характеризоваться точкой f на
изобаре P2, соответствующей средней температуре T. Если основной заряд цилиндра проходит через
регенератор, то заряд последнего будет вытеснен в рабочее пространство, но по истечении периода подачи
то же количество среды останется в том же состоянии внутри регенератора. Следовательно, результат тот
же, как если бы заряд регенератора остался неизменным — в состоянии, характеризуемом точкой f.
Таким образом, расширение начинается в точке f.
1
В конце процесса расширения давление заряда регенератора снизилось до p, так что состояние газов можно
охарактеризовать определенной точкой на изобаре P,. В процессе расширения каждая частица заряда
регенератора покидает регенератор с максимальной температурой T2, но во время расширения охлаждается
ниже этой температуры. Первая частица, покидающая регенератор в начале расширения, совершает полное
адиабатическое падение давления от p2 до p внутри цилиндра согласно линиям b-g, в то время как последняя
частица совершает свое падение давления при контакте с горячим концом регенератора, то есть, сохраняя
постоянно свою первоначальную температуру T2, и, соответственно, достигает давления pi вдоль изотермы
-b,-d. Таким образом, различные частицы газов, выходящих из регенератора, имеют разные температуры в
диапазоне от g до d. Таким образом, среднее состояние всего объема газа, выходящего из регенератора,
характеризуется точкой g со средней температурой T и давлением p.
Таким образом, среднее расширение происходит вдоль линии --g. Во время такта выпуска заряд
регенератора, расположенного в горячем рабочем пространстве (46), будет подаваться под постоянным
давлением p вдоль изобары P через регенератор к выхлопным газам, в то время как газы охлаждаются в
регенераторе, а затем в охладителе до температуры T. Точка e изобары P характеризует состояние заряда
регенератора в данный момент. Из состояния e заряд регенератора снова доводится в точке /s до начальной
температуры T2 и давления p2 вдоль среднего изменения состояния e-f. Заряд регенератора описывает
замкнутый рабочий цикл e f g e и совершает работу, эквивалентную этой тепловой площади. Работа j
совершается за счет тепла, накопленного в регенераторе, так как при сжатии количество тепла e s, s s e, а при
расширении количество тепла f g sG s5 /, в сумме составляющее 6 количество тепла e / g SC s, e, отводится
из регенератора, тогда как при вытеснении в регенератор возвращается только меньшее количество e # & s2
e.
Цикл зарядки регенератора нарушает равновесие регенератора, и это равновесие может поддерживаться
только в том случае, если основная загрузка цилиндра поступает в регенератор с температурой выше T2.
Из количества тепла / г s s i / 75, отводимого из регенератора во время расширения, восстанавливается
только часть fl g so s7, в то время как разница s / g /1 s, в конечном итоге отводится и соответствует
количеству, которое необходимо ввести при выполнении 80 циклов e / g e. Это количество теплоты
передается среде при средней температуре T. При отводе отработанных газов, начиная с точки f1, в
регенератор 85 возвращается количество s, - e /t s, тогда как при сжатии поступает только количество s, e / s,
равное площади s el 1] s, если линия el--l параллельна линии e-/f. Следовательно, из более холодных частей
регенератора 90 отводится разница теплоты, соответствующая площади s, e 1i e s, и это количество
соответствует количеству, которое должно быть окончательно удалено из термодинамического цикла загрузки
регенератора 95. Это количество теплоты отводится при средней температуре T.
Поскольку температура T существенно ниже T4, а температура T выше T7, термический КПД 10 T - T T7,
соответствующий термодинамическому циклу зарядки регенератора, существенно ниже КПД основной
зарядки цилиндра. Низкий термический КПД заряда регенератора снижает термический КПД двигателя тем
сильнее, чем больше заряд регенератора по отношению к полезному заряду двигателя.
Целью настоящего изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, и оно заключается в том,
что заряд регенераторов поступает на холодную сторону 1 л под постепенным увеличением давления во
время сжатия, происходящего в рабочем цилиндре, и выходит с холодной стороны во время расширения в
рабочем цилиндре. Это достигается в соответствии с изобретением путем обеспечения в частях рабочего
цилиндра, расположенных между впускным и выпускным отверстиями, с одной стороны, и регенераторами, с
другой стороны, расширительными камерами, объем которых изменяется в соответствии с рабочими ходами
двигателя (M15j82) для увеличения объема, необходимого для приема среды, расширяющейся из зазоров во
время расширения, происходящего в рабочем цилиндре. Расширительная камера, взаимодействующая с
основным регенератором, и камеры, взаимодействующие с вспомогательными регенераторами для приема
свежих газов, будут сжиматься после отвода полезного рабочего объема перед подачей свежего заряда в
рабочий цилиндр, так что холодная рабочая среда или свежие газы будут сжиматься до давления подачи
свежего заряда с холодной стороны регенераторов в последние во время фазы сжатия при внутреннем ходе
рабочего поршня.
Таким образом, заряд поступает в регенератор путем постепенного повышения давления, то есть без потерь
энергии давления. Однако сжатие осуществляется на холодной стороне регенератора, и его заряд будет
вдавливаться в регенератор в холодном состоянии (-25°C), что обеспечивает значительное преимущество по
сравнению с ранее распространенной практикой сжатия на горячей стороне, а именно, что объем сжатия
меньше пропорционально температуре и что работа сжатия также уменьшается. Работа сжатия
уравновешивается работой, совершаемой при расширении заряда регенераторов в направлении
расширительных камер, поскольку объем расширительных камер может увеличиваться с такой скоростью, что
поступление заряда в регенератор и расширение этого заряда из регенератора, то есть «дыхание»
регенератора, соответствуют абсолютно равным, но противоположно направленным изменениям состояния,
уравновешивающим друг друга, так что «дыхание» регенератора не оказывает никакого влияния на выходную
мощность и тепловую эффективность двигателя.
На фиг. 4 показано изменение состояния заряда регенератора при его поступлении в соответствии с
изобретением в регулируемую расширительную камеру, примыкающую к холодной стороне регенератора, во
время расширения основного заряда. В начале расширения заряд регенератора обладает максимальным
давлением p2 и средней температурой T регенератора, соответствующей точке f.
Поскольку расширение происходит со стороны холодной части регенератора, каждая частица заряда
регенератора покидает 6$0 со своей минимальной температурой T1, но из-за дальнейшего адиабатического
расширения внутри холодной расширительной камеры впоследствии охлаждается ниже указанной
температуры Ti.
Частицы газа, поступающие в расширительную камеру в разные моменты времени, вызывают внутри нее
различное падение давления и, соответственно, различное снижение температуры, поэтому можно
рассматривать только среднюю температуру T. После завершения всего процесса расширения (70°C) заряд
регенератора, находящийся теперь в расширительной камере, находится под давлением π и имеет среднюю
температуру T9 ниже температуры T1. Состояние среды в данный момент времени характеризуется точкой h.
Как будет видно, расширение происходит в основном вдоль оси liie /-h. В процессе расширения среда
совершает работу, эквивалентную потере 80 единиц тепла, и одновременно отдает количество тепла,
соответствующее площади s, h f st. В процессе сжатия среда претерпевает изменение состояния от h к f в
противоположном направлении 86 вдоль линии f-h. При этом должна быть совершена работа сжатия, равная
работе предыдущего расширения, и из регенератора отводится количество тепла, соответствующее площади
s, h f ss, и за счет обеих этих энергий в точке / внутреннее тепло снова повысится до своего первоначального
значения.
Очевидно, что расширение и сжатие заряда 95-го регенератора не совершают никакой работы, не изменяют
теплового равновесия регенератора и не снижают эффективность термодинамического цикла полезного
заряда. 100 Поскольку согласно изобретению влияние заряда регенераторов может быть полностью
исключено, практически не устанавливаются ограничения на размеры регенераторов. 105 Изменение объема
расширительных камер, соединенных, согласно изобретению, с холодной стороной регенераторов, может
быть достигнуто различными способами. Например, для этой цели могут быть предусмотрены поршни и
цилиндры 116, причем поршни приводятся в движение таким образом, чтобы изменять объем
расширительных цилиндров в указанной выше степени.
Однако тот же результат может быть получен с помощью набора расширительных ресиверов, заполненных
газами различного давления, которые в период расширения соединяются друг с другом в определенном
порядке посредством клапанного механизма, а в конце такта выпуска – в обратном порядке с рабочим
цилиндром.
На фиг. 2 чертежа показан пример двухтактного двигателя по изобретению, работающего в замкнутом цикле с
искусственной атмосферой, в котором поршневые цилиндры образуют расширительные камеры.
Ссылаясь на рис. 2, 1 — рабочий цилиндр, снабженный огнеупорной облицовкой 2, а 4 — рабочий поршень,
соединенный с коленчатым валом 3. 5 — это...
главный регенератор, через который поступает свежая загрузка рабочих газов из ресивера 6 посредством
управляемого впускного клапана 7. -8 — управляемый выпускной клапан, через который отработанные газы
поступают в ресивер низкого давления 9, служащий искусственной атмосферой и который может быть
снабжен охладителем 10.
Из ресивера низкого давления 9 предпочтительно многоступенчатый высокоскоростной насос 11 забирает
холодные газы сгорания, используемые в качестве рабочей среды, с самой низкой температурой T цикла и
давлением π, соответствующим точке e на рис. 1, и подает эти газы, предпочтительно изотермически сжатые
до давления π, в ресивер высокого давления 6, согласно линии e-a на рис. 1. Поскольку в качестве рабочей
среды используются продукты сгорания, необходимый воздух для сгорания и газообразное топливо, если
таковое используется, должны подаваться в цилиндр 1 в течение каждого рабочего хода. Для этой цели
газообразное топливо берут из подходящего источника, а воздух забирают из атмосферы с помощью насосов
низкого давления 12 и 13, приводимых в движение коленчатым валом 3 двигателя, и подают под давлением p
в ресиверы 14 и 15 соответственно. Газ или воздух из ресиверов 14 и 15 поступает через клапаны с
положительным регулированием 18 и 19 под давлением p, а также через газовоздушные насосы высокого
давления 16 и 17, приводимые в движение коленчатым валом 3 двигателя, посредством средств, не
показанных на чертеже, и подается описанным ниже способом через клапаны с положительным
регулированием 20 и 21 и вспомогательные регенераторы 22 и 23 соответственно в камеру сгорания рабочего
цилиндра 1.
Количество отработанных газов, эквивалентное весу свежих газов, поступающих в контур, отводится через
выпускные клапаны 24 в расширительные цилиндры 30 и 31 соответственно, а из них через каналы 241 и 251
— в измерительные насосы 35 и 36 соответственно, которые подают отводимые газы сгорания под давлением
p в приемник 27. Поршни поршней 16, 17, 30, 31, 35 и 36 приводятся в движение от коленчатого вала
двигателя способом, указанным ниже. Из приемника 27 отработанные газы с давлением pi проходят через
рекуператор или регенератор 26 в двигатель низкого давления 28. Отработанные газы, охлажденные при
прохождении через вспомогательные регенераторы 22 и 23 до самой низкой температуры T цикла и
хранящиеся при этой температуре в ресивере 27, при прохождении через рекуператор 26 поглощают теплоту
сжатия газов, сжатых в насосах 12 и 13. Таким образом, отработанные газы поступают в двигатель низкого
давления 28 с температурой, соответствующей адиабатическому сжатию от атмосферного давления до
давления p.
Эти газы расширяются в двигателе низкого давления 28 и обеспечивают работу сжатия для насосов 12 и 13.
Поскольку работа, выполняемая двигателем низкого давления 28 (7,5), недостаточна для преодоления
работы сжатия, а также сопротивления трения агрегата 28, 12, 13, целесообразно соединить коленчатый вал
36 указанного агрегата (80) с коленчатым валом 3 двигателя.
37 38 и 38 — это нагнетательные клапаны расширительных цилиндров 30 и 31 соответственно. 39 — это
ресивер под давлением 85 P2 + Ap, соединенный посредством клапанов принудительного действия 40 и 41 со
вспомогательными регенераторами 22 и 23 соответственно.
Согласно изобретению, расширительные цилиндры 29, 30, 31, снабженные поршнями 32, 33, 34, соединены с
холодными сторонами регенераторов 5, 22 и 23 соответственно, при этом цилиндр 29 расположен между
впускным клапаном 7 и выпускным клапаном 8, а выпускные клапаны 24, 25 расположены между
регенераторами 22, 23 и расширительными цилиндрами 30, 31. Для простоты на рис. 2 не показана приводная
шестерня расширительных поршней 33 и 100 34.
Далее будет описан принцип работы расширительных цилиндров, сначала без учета приводного механизма,
поскольку эти поршни должны совершать прерывистое движение, которое может быть достигнуто лишь
приблизительно с помощью кривошипно-шатунного механизма.
Предположим, что регенераторы 5, 22 и 23 уже достигли состояния теплового равновесия, при котором их
концы, обращенные к горячей рабочей камере, принимают температуру T2, а противоположные концы —
температуру T1. Рабочий поршень 4 и расширительные поршни 32, 115, 33 и 34 должны находиться во
внутренней мертвой точке.
В рабочем состоянии ресиверы 9 и 27 содержат продукты сгорания под давлением p, ресивер 6 — продукты
сгорания под давлением p2, а ресивер 39 — продукты сгорания под давлением p2. Ресивер 14 содержит
газообразное топливо, а ресивер 15 — воздух для сгорания под давлением p2. Во всех приемниках
температура равна T1, и предполагается, что 125 приемников достаточно велики, чтобы считать давление в
них постоянным.
Зазоры в рабочем цилиндре 1, в расширяющихся цилиндрах 29, 30, 31 и в регенераторах 5, 22, 23 заполнены
газами при максимальном давлении p2 рабочего цикла, при этом основной регенератор заполнен
отработанными газами, вспомогательный регенератор 22 содержит газообразное топливо, а вспомогательный
регенератор 23 – воздух для сгорания.
Клапан впуска 7 с принудительной подачей открывается вблизи внутренней мертвой точки поршня 4,
соответствующей точке а на рис. 1 и 5.
Соседние файлы в папке патенты