Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11570
.pdf
замыкания контакта. 55 Устройство в соответствии с любым из вышеуказанных пунктов и характеризующееся
наличием шлицевого стержня, возвратно-поступательного движения, синхронно перемещающегося со
стержнем и скользящего, несущего элементы-капельницы, подвешенные 60 на различных резьбах,
контактного стержня, расположенного под указанными элементами, упора или выступа на каждом элементе,
упора для зацепления с указанным упором и предотвращения подъема указанного элемента за пределы 65
заданной величины, и средства, с помощью которого в случае зацепления одного или нескольких указанных
элементов с контактным стержнем из-за поломки или чрезмерного ослабления резьбы, на которой подвешен
указанный элемент, замыкается электрическая цепь для приведения в действие механизма остановки
перемещения резьбы.
6
Устройство, как заявлено в последнем пункте формулы изобретения, предшествующем пункту 75,
характеризуется тем, что каждый элемент капельницы представляет собой крючок, изготовленный из
металлической проволоки, нижний конец которой загнут сам на себя для обеспечения...
Используйте выступ или опору для взаимодействия с относительно неподвижной опорой и ограничения
движения элемента вверх.
7
Устройство, как указано в предыдущем пункте, характеризуется тем, что крючкообразный конец каждого
элемента капельницы 85 загнут под прямым углом к направлению, в котором нижняя часть капельницы
удвоена, и что указанная удвоенная часть скользит в пазу направляющей планки, удерживая крючкообразный
конец капельницы под прямым углом к направлению перемещения нити, проходящей через него.
8
В устройствах для намотки пряжи или аналогичных устройствах средства для автоматической остановки
устройства в случае обрыва пряжи или чрезмерного ослабления нитей, как это описано выше со ссылкой на
прилагаемые чертежи. Дата: 13 сентября 1933 г.
Эрик Поттер, дипломированный патентный поверенный, Лондон и Ноттингем.
Редхилл: Напечатано для Канцелярии Его Величества, 407,343 компанией Love & Malcomson, Ltd-1934
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_407344.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=407344&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB407344A
[]
ПАТЕТ СИ ОН
ПАТЕНТ,3 PE Ci(IF 5 Дата Конвенции (США): 9 июля 1931 г.
4079344 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): 9 июля 1932 г. № 19477/32.
Завершено: 9 марта 1934 г.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в электрических осветительных приборах.
Мы, МАЙУД АН ДАС, Колони Клаб, 62-я улица и Парк-авеню, город, округ и штат Нью-Йорк, РЭЙМОНД
ФРЭНСИС ХОУ, проживающий по адресу: 102, Западная 85-я улица, ранее проживавший по адресу: 25,
Западная 88-я улица, оба в городе, округе и штате Нью-Йорк, и П. ЭН ЛИ ГИЛМАН НАТТИНГ, 3216,
Оливер-стрит, северо-запад, Вашингтон, округ Колумбия, Соединенные Штаты Америки, все граждане
Соединенных Штатов Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том, каким образом
оно должно быть выполнено, что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к конструкциям электрических ламп с вакуумной оболочкой (1), внутри которой
находится узел с нитью накаливания, причем нить накаливания относительно тяжелая, весит несколько
фунтов.
Целью изобретения является разработка нового способа поддержки нити накаливания мощной лампы
накаливания указанного типа, позволяющего использовать лампу в наклонном положении без опасности
провисания нити накаливания или опор нити. Другой целью изобретения является создание лампы
накаливания указанного типа, в которой нить накаливания поддерживается внутри корпуса с
противоположных концов и одновременно способна расширяться и сжиматься без причинения повреждений
корпусу.
Согласно настоящему изобретению, мы предлагаем электрическую лампу, имеющую вакуумную оболочку,
внутри которой находится тяжелая нить накаливания, полностью поддерживаемая жесткими опорными
элементами, причем эти элементы жестко закреплены на одном конце лампы, а на другом конце – таким
образом, чтобы обеспечить свободное продольное расширение и сжатие этих элементов, в то время как их
боковое перемещение надежно предотвращается или ограничивается.
Изобретение будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи ZO, на которых:
На фиг. 1 показана мощная лампа накаливания, в которой реализован один из способов поддержки нити
накаливания в соответствии с изобретением; фиг. 1а представляет собой детальный вид торца части 55
лампы на фиг. 1; фиг. 2, 2а и 2б показывают модифицированный способ поддержки нити накаливания в ее
верхнем конце; фиг. 3 и 4 показывают еще более значительные модификации способа поддержки нити
накаливания в ее верхнем конце; На фиг. 5 и 6 представлены поперечные сечения конструкции, изображенной
на фиг. 4, выполненные по линиям 5-5 и 6-6. Более подробно на фиг. 1 показана мощная лампа накаливания.
Эта лампа в целом включает в себя вакуумированную оболочку 1, которая может быть колбовидной,
цилиндрической или любой другой желаемой формы. Эта оболочка может, хотя и не обязательно, содержать
инертный газ, такой как азот. Нить накала 2 может быть выполнена в виде плотно свернутой вольфрамовой
проволоки 75, состоящей из шести отдельных секций, расположенных параллельно друг другу практически в
одной плоскости, и соединенных последовательно. К сжатому концу 3 оболочки 1 прикреплена входная часть
4, которая несет в себе интегрированные с ней уплотнительные опоры 5 и 6, через которые проходят
металлические стержни 9 и 10, при этом следует понимать, что указанные стержни герметично запаяны в
опору 85 S и 6. Предпочтительно также, чтобы стержни 9 были изготовлены из огнеупорного материала,
такого как вольфрам, и имели тот же коэффициент теплового расширения, что и опоры 5 и 6, так чтобы один
стержень из того же материала 90 мог использоваться как в качестве вводного элемента, так и в качестве
опоры.
Стержни 9 и 10 на своих верхних концах изогнуты под прямым углом и жестко прикреплены к изоляционной
поперечной планке 15 95, которая может быть выполнена в виде длинного узкого блока из диоксида циркония
или другого огнеупорного электроизоляционного материала. Аналогичный изоляционный блок 32
поддерживается ниже блока 15 стержнями 9 и 100 10, к которым он крепится любым подходящим способом,
как показано на 33 34. Через верхний изоляционный порт 15 проходит пара крючков для нитей 29,
представляющих собой...
На нижних концах катушек нити накаливания имеются крючкообразные элементы 30 для приема и поддержки
верхних концов. Нижние концы катушек нити накаливания предотвращаются от наклона с помощью
крючкообразных элементов, которые крепятся любым подходящим способом к блоку 32 и снабжены
петлеобразными элементами 36 и 37, позволяющими свободно принимать нижние концы катушек нити
накаливания. Электрические концы катушек нити накаливания приварены или иным образом прикреплены
соответственно к стержням 9, что позволяет пропускать нагревательный ток через нить накаливания при
подключении лампы к цепи.
Описанная выше конструкция обеспечивает удовлетворительный способ поддержки нити накаливания 2 и
предотвращает ее провисание при нагреве до состояния свечения. Кроме того, особый способ поддержки и
закрепления нити позволяет ей расширяться в продольном и поперечном направлениях без чрезмерного
напряжения изоляторов 15, 32 или опор 9 и 10. Однако было обнаружено, что в очень мощных лампах
описанного типа, например, в лампах мощностью от 1 лВт до 30 кВт, теплота нити накаливания во время
работы лампы и ее вес настолько велики, что значительно ограничивают угол, под которым можно
использовать лампу. Во многих случаях крайне желательно использовать лампу в наклонном положении и
даже в горизонтальном положении. Соответственно, конструкция, показанная на фиг. 1, снабжена элементом
60, который крепится к суженной части или трубке 61 корпуса лампы L. Элемент 60 предпочтительно снабжен
выступами 62 для увеличения фиксации. или герметизация между указанным элементом 60 и лампой 61.
Элемент 60 заканчивается на своем нижнем конце в части 63, боковые элементы 64 и 65 которой свободно
проходят через соответствующие отверстия в изоляторе 15. Однако отверстие в части 63 имеет значительно
больший размер, чем толщина изолятора 15, так что указанный изолятор способен перемещаться вверх и
вниз относительно элемента 60. Поскольку элемент 60 жестко герметизирован в части 11 корпуса, указанный
элемент предотвращает наклон изолятора 15 относительно продольной оси лампы: следовательно, поскольку
нить накаливания поддерживается изолятором 15, лампа в целом может использоваться в любом положении,
даже в горизонтальном, без опасности перепиливания или наклона узла нити накаливания. Таким образом,
предусмотрена конструкция электрической лампы, в которой тяжелая нить накаливания Может
использоваться в режиме ожидания при высоких температурах без опасности провисания нити накаливания,
короткого замыкания, обрыва и т. д., если лампа используется в невертикальном положении. Хотя на чертеже
элемент 60 показан плоским, 70 этот элемент может иметь круглое или любое другое желаемое поперечное
сечение.
Способ сборки лампы, показанной на фиг. 1, будет соответствовать обычной практике изготовления
электрических ламп, в этом случае часть 61 может соответствовать хорошо известной вытяжной трубке, и
после завершения вытяжки лампы указанная трубка 61 может быть нагрета и герметизирована, а также
одновременно прижата к опоре 60. Однако вместо вытяжки лампы 1 из трубки 61, лампа может быть снабжена
вытяжной трубкой в ее части 4, как это хорошо известно в так называемых лампах без наконечника, в этом
случае часть 61 будет просто закрытой частью корпуса лампы суженного диаметра для размещения элемента
60, который может быть запрессован, обжат или иным образом герметизирован в материал корпуса.
На рис. 2 показана несколько иная модификация конструкции, изображенной на рис. 1. На этом рисунке нить
накаливания и опоры подводящего элемента, а также опоры подводящего элемента для нити накаливания
могут быть такими же, как соответствующие детали, показанные на рис. 1. Однако на этом рисунке элемент 60
не герметично вставлен в суженную часть 61 корпуса. Указанная суженная часть полая, за исключением точки
65, где лампа может быть герметично закрыта. Поэтому элемент 60 может свободно скользить в части 61, и в
то же время, благодаря зацеплению элемента 60 со стенками части 61, указанный элемент действует как
распорка, поддерживающая узел нити накаливания, как описано выше в связи с рис. 1. Однако в этой
модификации расширения и сжатия нити накаливания не передаются через элемент 60 в корпус, и нить
накаливания, следовательно, может свободно расширяться без какой-либо опасности 115 — выход за рамки
дозволенного.
На фиг. 3 показана еще одна модификация, аналогичная модификации, показанной на фиг. 2. На этом рисунке
элемент 60 может быть выполнен в виде квадратного или круглого стержня 120, который приспособлен для
телескопирования с соответствующим элементом 66. Внутри элемента 66 расположена пружина 7,
обеспечивающая упругое соединение между указанными элементами 60, 125 и 67. Поэтому, по мере
расширения и сжатия нитевидного узла, нет опасности, что внутренний элемент 60 расширится настолько,
чтобы разбить стекло 65, поскольку давление принимается пружиной 130, 107, 344, оболочкой. Поэтому,
чтобы защитить эту часть оболочки от ударов элемента 60, указанный элемент или элементы могут быть
снабжены изоляционной оболочкой, например, из асбеста. Или, если 70 необходимо, указанные элементы 60
могут быть снабжены упругими металлическими элементами, такими как спиральные или листовые пружины
для ограничения зоны контакта с оболочкой.
Таким образом, на фиг. 2б показан один из 75 элементов 60, к верхнему концу которого прикреплена
спиральная пружина 60с. Эта пружина 60с может иметь постепенно увеличивающийся диаметр, так что
только один или несколько ее витков фактически соприкасаются 80 с частью 61. Вместо спиральной пружины
к элементу 60 можно прикрепить одну или несколько листовых пружин, чтобы ограничить площадь контакта с
частью 61, или, если необходимо, сам элемент 60 85 может быть снабжен гофрированной поверхностью или
даже выступами, чтобы ограничить площадь контакта с частью 61, не влияя на жесткость опоры. Если
используются пружины, подобные 60с, то эти пружины предпочтительно изготавливаются из огнеупорного
материала, такого как нихром, известный под зарегистрированным товарным знаком «нихром» или молибден.
Теперь подробно описана и установлена природа нашего изобретения и то, каким образом оно должно быть
реализовано.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_407345.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=407345&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB407345A
[]
ПАТЕНТЫ POT '1 il_
PA-t TENT SPECIF Id CATIO' V Дата подачи заявки: 13 июля 1932 г. № 19768/32.
Фотография слева: 13 июля 1933 года.
407,345 Завершено: 13 марта 1934 г.
P 1 ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, относящиеся к комбинированным поршневым паровым двигателям и турбинам.
Я, Джо 11 X Бли и СТ и РИ-(E из \\est of ilhc steami и выходы для эвакуации, Бродвей, (Каллеркотс, в
отношении выхлопных газов, один отдельный, Колинтр Нолрхлутли)ер ленд, один британский из другого;
кроме того, чтобы подвергнуть, я бы предпочел природу ilmnrll)v thle tlulrnino lnomp iit O n+ 5 n ИСПРАВЛЕНИЕ
КАНЦЕЛЯРСКОЙ ОШИБКИ СПЕЦИФИКАЦИЯ № 407,345
Следующая поправка соответствует решению помощника контролера, действующего от имени генерального
контролера, от двенадцатого июня 1934 года: стр. 6, строки 3/4, вместо «Комбинированная установка с
поршневым и паровым двигателем» следует читать «Комбинированная установка с поршневым паровым
двигателем и турбиной».
Патентное ведомство, 2 июля 1934 г.
D G 63110-2 125 G D f_,LAUJS t 2t\tt \}t C I_L glit(tt -1 oli tlhe rcc 1,iol a t l ia ci'', даже если линия изначально
является I il ietipiocai Qttengine.
Теперь у него есть lO)t b t; l elt Si Onll 1 i the above-'niented iius ti(iesin of steallm reciprocating en O oh -, to u se
steam at nressures, of 130 poundls pc(r 'Sqllae inch or greater th an an p}essuoe, ancd to piovide, in engines ul Sill
tleisee pressure-ures in an efficient nianner a 2nd in which tle steam is alteria P Ii iiitted to, and released fronm, a
cylinder through the same ports, flnt teaii is expanded in three or mole cvlinders of appropriate proportions o in each
engine Alternatively if the steami at tile above pressures be expanded in two cylinders then it is usual to provide that
the inlets for tile admission lPrice 1/-1 tolti o, O it enituent tiurllilg minoieit.
Z 1 ( 111 эл (цилл и экономичное решение) Поскольку может потребоваться использовать мощность турбины,
которая была установлена описанным способом, вращать вал как в заднем, так и в переднем направлении, и
чтобы избежать необходимости использования обычной отдельной турбины для заднего хода,
вышеупомянутая механическая зубчатая передача турбины может быть адаптирована таким образом, чтобы
направление вращения ведомого вала можно было изменить на противоположное, не изменяя при этом
направление вращения турбины. Например, в дополнение к шестерне, прикрепленной к турбине, которая
вращается с первым колесом вышеупомянутой механической зубчатой передачи и которая, для соответствия
патентной заявке: 13 июля 1932 г. № 19,768/32 407,345 Полный слева: 13 июля 1933 года.
Завершено: 13 марта 1934 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся комбинированных поршневых паровых двигателей и турбин.
Я, Джон Сазерст Брюс, из Уэстмура, Бродвей, Каллеркотс, графство Нортумберленд, подданный
Великобритании, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующую природу: Данное
изобретение относится к системам выработки и передачи электроэнергии, использующим поршневые
паровые двигатели, работающие совместно с паровыми турбинами, и, в частности, к тем, в которых паровая
турбина соединена с приводным валом посредством механической передачи, и имеет своей целью
обеспечить усовершенствованную конструкцию.
Проблема, возникающая при применении турбины в проектах, где требуется вращать вал как в прямом, так и
в обратном направлении, заключается в сложности изменения направления вращения вала, приводимого в
движение турбиной. В проектах, включающих вышеупомянутую комбинацию, обычно используют турбину
только для вращения вала в прямом направлении, отключая ее или позволяя ей вращаться вхолостую, когда
необходимо вращать вал в обратном направлении, и используя способность турбины использовать энергию
пара при более низких давлениях, чем те, которые обычно используются в поршневых двигателях, поскольку
выходная мощность турбины существенно меньше, чем у поршневого двигателя. Существенных улучшений в
обычной конструкции поршневого двигателя не происходит, даже если турбина изначально устанавливается
на поршневой двигатель.
В вышеупомянутой конструкции поршневых паровых двигателей давно принято использовать пар под
давлением 130 фунтов на квадратный дюйм или выше, и в двигателях, эффективно работающих при таких
давлениях и попеременно подающих и отводящих пар из цилиндра через одни и те же отверстия,
предусматривать расширение пара в трех или более цилиндрах соответствующих размеров в каждом
двигателе. В качестве альтернативы, если пар под указанными давлениями расширяется в двух цилиндрах,
то обычно предусматривают, что входы для подачи пара и выходы для отвода отработанного пара разделены
друг от друга; кроме того, для улучшения момента вращения такого двигателя обычно предусматривают в
каждом двигателе не менее четырех цилиндров; два из которых являются цилиндрами высокого давления, а
два — цилиндрами низкого давления.
Согласно настоящему изобретению, в предложениях, включающих поршневой двигатель и турбину,
предусмотрено, что, хотя может использоваться пар при вышеупомянутых давлениях, и поршневой двигатель
может иметь общие порты для подачи и отвода пара, пар может расширяться только в двух цилиндрах
указанного поршневого двигателя, и ему может быть разрешено выходить из поршневого двигателя и
поступать в турбину при значительно более высоком давлении, чем обычно; например, указанное давление
может быть выше атмосферного. Таким образом, выходная мощность турбины увеличивается, и вращающий
момент...
Комбинированная система устроена таким образом, что нет необходимости устанавливать два комплекта
вышеупомянутых двух цилиндров в поршневом двигателе. При желании общая мощность комбинированной
силовой установки может быть равномерно распределена между поршневым двигателем и турбиной или
распределена любым удобным способом, чтобы избежать чрезмерных перепадов температуры в цилиндрах
поршневого двигателя и обеспечить эффективный вращающий момент, а также эффективную и экономичную
компоновку. Может потребоваться использовать мощность турбины, которая была увеличена описанным
способом, для привода вала как в заднем, так и в переднем направлении, и для того, чтобы…
чтобы избежать необходимости установки обычной отдельной турбины для работы в заднем ходу,
используется вышеупомянутая механическая передача.
Турбина может быть приспособлена таким образом, чтобы направление вращения ведомого вала могло
изменяться в обратную сторону, при этом направление вращения турбины остается неизменным. Например, в
дополнение к шестерне, прикрепленной к турбине, которая вращается с первым колесом вышеупомянутой 1
или механической зубчатой передачи и которую для удобства можно назвать передней шестерней,
предусмотрена вторая шестерня, также вращающаяся с вышеупомянутым первым колесом.
Эта вторая шестерня может называться задней шестерней, и она прикреплена к промежуточному валу,
параллельному передней шестерне и ее передаточному валу. Промежуточный вал задней шестерни снабжен
еще одной шестерней с дополнительной шестерней, прикрепленной к втулке, свободно вращающейся на
переднем передаточном валу.
Когда главный вал должен вращаться в прямом направлении, передний трансмиссионный вал со своей
шестерней напрямую соединен с турбиной, и мощность передается через переднюю шестерню на первое
колесо механической зубчатой передачи. Когда необходимо изменить направление вращения главного вала,
турбина отсоединяется от переднего трансмиссионного вала и соединяется со свободной втулкой, несущей
шестерню, на переднем трансмиссионном валу, после чего мощность турбины передается через
промежуточный вал, вращающийся в обратном направлении по отношению к переднему трансмиссионному
валу, на зубчатую передачу.
Для соединения и разъединения турбины и вала передней трансмиссии, а также турбины и свободной втулки,
несущей шестерню, может быть предусмотрена любая удобная форма фрикционной или когтеобразной
муфты.
Для противодействия воздействию ударных волн при изменении направления вращения вала турбина и ее
трансмиссионный вал могут быть соединены между собой с помощью пружинно-управляемой гибкой муфты,
состоящей из двух половин гидравлической муфты радиально-цилиндрового замкнутого типа, одна половина
которой прикреплена к турбине, а другая — к трансмиссионному валу. Одна половина муфты будет содержать
цилиндры и их поршни, а другая половина будет снабжена эксцентриковой внутренней периферией,
взаимодействующей с поршнями. Цилиндры будут расположены парами, каждая пара будет практически
диаметрально противоположна и будет соединена между собой каналами или трубами для перекачки
гидравлической жидкости из одного цилиндра в другой, расположенный напротив него. Клапаны,
регулирующие поток гидравлической жидкости в указанных каналах или трубах, будут пружинного типа, и
нагрузка на пружины будет такой, что клапаны будут пропускать гидравлическую жидкость, когда
сопротивление вращению турбины превысит ее допустимую нагрузку, и турбина сможет вращаться
независимо от своего трансмиссионного вала и продолжать это делать до восстановления равновесия.
Датировано 11 июля 1932 года.
ДЖОН СУТЕРСТ БРЮС.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся комбинированных поршневых двигателей и турбин.
Я, Джон Сент-Терст, британский подданный, проживающий по адресу: «Уэстмур», Бродвей, Каллеркотс,
графство Нортумберленд, Англия, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к комбинированным поршневым паровым двигателям и турбинам такого типа,
в которых пар из поршневого двигателя поступает в турбину, которая соединена с приводным валом, общим с
поршневым двигателем.
Целью подобных предложений, выдвинутых до настоящего времени, было использование способности
турбины использовать энергию пара при более низких давлениях, чем те, которые способны использовать
поршневые двигатели, то есть за счет использования отработанного пара из поршневого двигателя, при этом
выходная мощность турбины значительно меньше, чем у поршневого двигателя, и в значительной степени
меньше, чем та, которая достигается за счет использования указанного отработанного пара из поршневого
двигателя. Такая турбина обычно известна как выхлопная турбина. Существенных улучшений в обычную
конструкцию поршневого двигателя не было внесено, даже когда выхлопная турбина была первоначально
добавлена к поршневому двигателю.
В вышеупомянутой конструкции поршневых паровых двигателей давно принято использовать пар под
давлением 130 фунтов на квадратный дюйм или выше, и в двигателях, эффективно использующих это
давление и попеременно подающих и выпускающих пар из каждого цилиндра через одни и те же отверстия,
предусматривать расширение пара в трех или более цилиндрах соответствующих размеров в каждом
двигателе, причем фактическое количество зависит от начального давления пара. Например, при этом
уменьшается количество ступеней расширения, обычно используемых в поршневых двигателях для работы с
указанными выше высокими давлениями, что приводит к уменьшению и упрощению количества неподвижных
и движущихся частей, ранее необходимых в таких установках, так что, помимо того, что стоимость установки с
заданной мощностью соответственно ниже, чем раньше, улучшается ее соотношение мощности и веса, а
также уменьшается общее занимаемое установкой пространство; а также с целью обеспечения более
эффективного достижения преимуществ в тепловой и энергетической эффективности, получаемых при
использовании поршневого двигателя и паровой турбины в сочетании. Другими словами, целью изобретения
является создание научно обоснованного сочетания поршневого элемента с турбиной, в отличие от простого
объединения поршневого двигателя обычных размеров цилиндра и турбины, приспособленной для работы с
отработанным или отходящим паром от поршневого двигателя.
В связи с этим было предложено удалить один цилиндр — цилиндр низкого давления — из существующего
многоступенчатого поршневого двигателя и заменить его паровой турбиной, причём турбина будет
размещена внутри рамы двигателя в пространстве, освободившемся после удаления цилиндра.
Однако удаляется только один цилиндр, независимо от первоначально установленного количества
цилиндров, и никаких существенных изменений в оставшихся паровых цилиндрах и других частях не
планируется, за исключением изменения углов установки коленчатого вала, чтобы обеспечить эффективное
маневрирование комбинированной установки после внесения изменений; коленчатые валы трехцилиндровых
двигателей устанавливаются под углом 90 градусов, а четырехцилиндровых — под углом 60 градусов друг к
другу после удаления цилиндра. В двигателе, в котором первоначально использовалось такое давление, что
первоначально было установлено три цилиндра, удаление цилиндра низкого давления и его замена
выпускной турбиной обеспечили бы установку, имеющую два цилиндра в поршневом двигателе и выпускную
турбину, но в случае, когда использовалось более высокое давление пара, и первоначально было
установлено четыре или более цилиндров, установка после модификации представляла бы собой двигатель,
имеющий три или более цилиндров и выпускную турбину; И на всех таких установках размеры цилиндров
оставались такими же, как и при использовании двигателя без турбины.
Согласно настоящему изобретению 130, при использовании пара под давлением, скажем, 225 фунтов на
квадратный дюйм, предусмотрено четыре цилиндра, относительные объемы которых составляют порядка 1,2
05, -4 4, -8 6, а коэффициент полного расширения составляет примерно 1:12 или 1:14, а при использовании
пара под начальным давлением, скажем, фунтов на квадратный дюйм, предусмотрено три цилиндра,
относительные объемы которых составляют порядка 1,2 77,4, а коэффициент полного расширения
составляет примерно 1:10 или 1:12, и в таких двигателях пар выпускается из второго цилиндра при
относительно высоком давлении, причем в приведенных примерах такое давление составляет порядка 40
фунтов на квадратный дюйм и 10 фунтов на квадратный дюйм соответственно, выше атмосферного.
Для максимально возможного увеличения крутящего момента двигателя выходная мощность отдельных
цилиндров располагается практически одинаково, а соотношение объемов цилиндров устанавливается, как
описано выше. Однако, поскольку поршневой паровой двигатель более эффективен в более высоких
диапазонах давления, чем в более низких (он превосходит турбину в указанных более высоких диапазонах),
такое равномерное распределение отрицательно сказывается на эффективности, поскольку цилиндр низкого
давления должен получать большую долю тепла для заданной выходной мощности, чем любой из цилиндров
более высокого давления. Таким образом, если бы распределение мощности не зависело от учета крутящего
момента, значительная часть этого тепла могла бы использоваться более эффективно в цилиндрах более
высокого давления. Недостаток, связанный с крутящим моментом, отсутствует у турбины, поскольку ее
крутящий момент является равномерным даже при наличии только одной ступени; кроме того, в одном
цилиндре турбины может быть предусмотрено несколько ступеней расширения без существенного
увеличения стоимости редукторного элемента турбины для заданной мощности.
В качестве альтернативы, если пар при указанных выше давлениях необходимо расширять в два этапа, то
обычно предусматривают, что входы для подачи пара и выходы для отвода отработанного пара разделены, а
обычно используемое давление пара не превышает 215 фунтов на квадратный дюйм. Для улучшения
момента вращения такого двигателя обычно предусматривают, что каждый двигатель имеет не менее
четырех цилиндров, два из которых являются цилиндрами высокого давления, а два — цилиндрами низкого
давления.
Целью настоящего изобретения является создание многоступенчатых паросиловых установок описанного
типа, способных эффективно использовать вышеупомянутый пар высокого давления. Вместо трех или более
цилиндров в возвратно-поступательном элементе, предусмотрены два цилиндра даже при использовании
пара высокого давления, причем цилиндры предпочтительно имеют общие порты для подачи и выпуска пара,
а диапазон давления пара и распределение мощности распределяются между возвратно-поступательным
элементом и турбиной таким образом, что установка включает в себя возвратно-поступательный элемент
высокого давления, имеющий два цилиндра, соединенных последовательно и приспособленных для работы в
диапазоне давления пара от начального давления 130 фунтов на квадратный дюйм или выше до практически
атмосферного давления, а оставшаяся часть диапазона давления до достижимого вакуума отводится
турбине, с которой соединен указанный возвратно-поступательный элемент.
При таком распределении диапазона давления пара и мощности выходная мощность турбины с равномерным
вращающим моментом имеет относительно большие размеры, а вращающий момент комбинированной
системы таков, что «нет необходимости предусматривать более двух цилиндров в поршневых двигателях».
Более того, поскольку доля выходной мощности, выделяемая указанным двум цилиндрам поршневого
двигателя, практически не зависит от учета вращающего момента, указанная выходная мощность может быть
увеличена сверх обычно выделяемой величины, и можно в полной мере воспользоваться вышеупомянутым
преимуществом поршневого двигателя по сравнению с турбиной при работе с паром при его более высоких
давлениях, причем указанный диапазон давлений может эффективно обрабатываться двумя цилиндрами
соответствующих размеров даже при наличии вышеупомянутых общих портов для подачи и отвода пара.
При описанной конструкции выходная мощность возвратно-поступательного элемента составит порядка
50–600% от общей выходной мощности комбинированной энергосистемы, фактическая доля которой зависит
от условий работы пара на установке, необходимости обеспечения эффективного вращающего момента и
эффективной и экономичной конструкции.
Как видно, в предлагаемой конструкции турбина функционирует не как выхлопная турбина в том смысле, в
каком это обычно подразумевается под данным термином, то есть используя отработанный пар, непригодный
для поршневого двигателя, а как турбина низкого давления со значительно более высоким давлением пара на
входе. Хотя такое увеличение мощности привело бы к тому, что в данной установке пространство,
занимаемое элементом турбины, имело бы большие размеры, чем у турбины для отработанного пара для той
же установки — оно может даже занимать пространство, практически равное пространству, занимаемому
поршневым двигателем, с которым она работает. Следовательно, элемент турбины размещается снаружи
рамы поршневого двигателя, предпочтительно между поршнем и валом, приводимым в движение
комбинированным агрегатом. Такое положение также позволяет коленчатому валу поршневого двигателя
быть рассчитанным только в соответствии с мощностью двигателя, а не всей установки. Поскольку настоящее
изобретение не ограничивается применением к новым конструкциям, но также может быть применено для
адаптации существующих двигателей, Дополнительные преимущества заключаются в следующем. Например,
при такой адаптации увеличение мощности на данной установке может быть достигнуто без увеличения
диаметра коленчатого вала, тогда как в существующем двигателе такое увеличение сопряжено с большими
трудностями и затратами. 90 Согласно одному из вариантов изобретения, используется пар высокого
давления, например, с начальным давлением 250 фунтов на квадратный дюйм — в этом случае обычно
используется четырехцилиндровый поршневой двигатель или четырехцилиндровый поршневой двигатель в
сочетании с выхлопной турбиной (или, если цилиндр низкого давления удален и заменен выхлопной паровой
турбиной, трехцилиндровый поршневой двигатель и выхлопная паровая турбина), — а усовершенствованная
установка включает в себя двухцилиндровый поршневой элемент, в котором пар расширяется в цилиндрах,
соединенных последовательно, с помощью турбины низкого давления. Для эффективного использования
вышеупомянутого начального давления и получения подходящего входного давления для турбины
используется обычное соотношение объемов цилиндров между 11.
Объем двух цилиндров в возвратно-поступательном элементе увеличивается до соотношения порядка 1:4
или 1:5, при этом общее соотношение расширения составляет порядка 1:8 или 1:10, пар отдает от 50% до
60% своей доступной энергии, а оставшаяся часть отдается в турбине. В установке, в которой турбина
добавляется к возвратно-поступательному элементу после определенного периода эксплуатации,
вышеупомянутое соотношение объемов цилиндров 120 может быть получено любым подходящим способом,
например, первый цилиндр может быть уменьшен путем установки гильзы, второй цилиндр может быть
расточен или заменен на цилиндр большего диаметра, или в установках, где это возможно, выбранные
удаленные цилиндры могут быть удалены подходящим образом, например, в четырехцилиндровом паровом
двигателе второй и четвертый цилиндры могут быть удалены, а необходимая дальнейшая небольшая
регулировка производится в оставшихся цилиндрах. первый и третий цилиндры.
Поскольку может возникнуть необходимость использовать мощность турбины, которая была увеличена
описанным способом, для вращения вала как в заднем, так и в переднем направлении, и чтобы избежать
необходимости использования отдельной турбины для работы в заднем направлении, механическая
передача турбины может быть адаптирована таким образом, чтобы направление вращения ведомого вала
можно было изменить на противоположное, не изменяя при этом направление вращения турбины.
Изобретение будет описано на примере со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показана
полудиагональная компоновка трехступенчатой морской установки расширения.
На указанных чертежах на фиг. 1 показан боковой вид установки, при этом поршень, шатуны и коленчатый вал
для удобства не показаны.
Рис. 2 представляет собой план рис. 1.
Рис. 3 представляет собой вид с торца рис. 1, в сторону кормы.
На рис. 4 представлен разрез по линии IY-IV на рис. 5, демонстрирующий конструкцию муфты для соединения
турбины с трансмиссионным валом. На рис. 5 представлен разрез по линии V-V на рис. 4.
На рис. 6 представлена диаграмма момента вращения.
Обращаясь более подробно к чертежам, А представляет собой двухцилиндровый поршневой двигатель,
первый и второй цилиндры которого обозначены пунктирными линиями под номерами 1 и 2 (рис. 2), а В —
турбина низкого давления, которая приводит в движение вал гребного винта С через редуктор D. Пар
высокого давления поступает из паропровода 3 в первый цилиндр 1, откуда после расширения он поступает
во второй цилиндр 2, а оттуда после дальнейшего расширения проходит по паропроводу 4 в турбину низкого
давления В, откуда, наконец, выходит в главный конденсатор Е.
В редукторе предусмотрены средства, полусхематически обозначенные пунктирными линиями на рис. 2, для
изменения направления вращения между турбиной и валом гребного винта. При необходимости можно
использовать средства реверсирования, описанные в описании моего патента №.
171,030 может быть использован.
Для противодействия воздействию ударов при изменении направления вращения вала турбина и ее
трансмиссионный вал могут быть соединены между собой с помощью пружинно-управляемой гибкой муфты F,
как показано подробно на фиг. 4 и 5. Эта муфта представляет собой гидравлический радиальный цилиндр
замкнутого типа, состоящий из двух частей 5, 6 из которых часть 5 прикреплена к турбине, а часть 6 — к
трансмиссионному валу. Одна часть 70 6 муфты содержит цилиндры 7 и их поршни 8, а часть 5 снабжена
эксцентриковой внутренней периферией, взаимодействующей с поршнями. Цилиндры расположены парами,
причем цилиндры 75 каждой пары расположены практически диаметрально противоположно и соединены
между собой каналами 9 для перекачки гидравлической жидкости из одного цилиндра в другой. Для
регулирования потока гидравлической жидкости в каналах 9 предусмотрены клапаны 10, причем указанные
клапаны являются пружинными. Конструкция клапанов обеспечивает прохождение гидравлической жидкости,
когда сопротивление вращению турбины превышает ее допустимую нагрузку, благодаря чему турбина может
вращаться независимо от своего трансмиссионного вала и продолжать вращаться до восстановления
равновесия. В цилиндрах предусмотрены заправочные клапаны (не показаны на рисунке), позволяющие
устранять утечки жидкости из резервуара.
Вместо установки обычных балансировочных грузов на коленчатый вал двигателя, их удобно установить на
зубчатое колесо на гребном валу, относительно большой диаметр которого позволяет размещать более
легкие грузы на большем радиусе. Благодаря наличию чугунного или стального центра в зубчатом колесе,
Соседние файлы в папке патенты