ПАРОВОЙ РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ и ПАРОВОЙ АКСИАЛЬНО- ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

     Паровой роторный  двигатель   (паровая машина роторного типа) является уникальной  силовой машиной, развитие производства которой до настоящего времени  не получило должного развития.

С одной стороны-  разнообразные конструкции роторных двигателей  существовали ещё в последней трети 19-го века и даже неплохо работали, в том числе и для привода динамо-машин с целью выработки электрической энергии и электроснабжения всяких объектов.  Но качество и точность изготовления таких  паровых двигателей (паровых машин) было весьма примитивным, поэтому они  имели  малый КПД  и невысокую мощность.   С тех пор малые паровые машины  ушли в прошлое, но вместе  с действительно малоэффективными  и бесперспективными  поршневыми паровыми машинами в прошлое ушли и имеющие хорошую перспективу паровые роторные двигатели.

334
Главная причина- на уровне технологий конца 19-го века  сделать действительно качественный, мощный и долговечный роторный двигатель не представлялось возможным.
Поэтому из всего многообразия паровых двигателей и паровых машин  до нашего времени благополучно и активно дожили лишь паровые турбины огромной мощности (от 20 мВт и выше), на которых  сегодня осуществляется около 75%  выработки электроэнергии в нашей  стране. Еще паровые турбины большой мощности дают энергию от  атомных реакторов в боевых подводных лодках-ракетоносцах и на больших арктических ледоколах.  Но это все огромные машины. Паровые турбины резко теряют всю свою эффективность  при уменьшении их размеров.

Johnson…. Именно поэтому  силовых паровых машин и паровых двигателей мощности ниже 2000 — 1500 кВт (2 — 1,5 мВт), которые бы эффективно  работали  на паре, получаемом от  сжигания дешевого твердого топлива и различных бесплатных  горючих отходов, сейчас в мире нет.
Вот  в этой –то пустой сегодня области техники (и абсолютно голой, но очень нуждающейся в  товарном предложении коммерческой нише),  в этой рыночной нише силовых машин небольшой мощности,  могут и должны занять своё очень достойное  место  паровые роторные двигатели. И потребность в них только  в нашей стране — на десятки и десятки тысяч… Особенно такие малые и средние по мощности силовые машины  для автономное электрогенерации и независимого электроснабжения нуждаются малые и средние предприятия в отдаленных от больших городов и крупных электростанций местностях: — на малых лесопилках, отдаленных приисках, на полевых станах и  лесных делянках, и пр. и др.
…..

..
Давайте рассмотрим  показатели, из-за которых   паровые роторные двигатели  оказываются лучше, чем их ближайшие сородичи  — паровые машины в образе поршневых паровых   двигателей и паровых  турбин.
— 1)
Роторные двигатели являются силовыми машинами объемного расширения – как поршневые двигатели. Т.е. они обладают небольшим потреблением пара на единицу  мощности, потому что пар подается в их рабочие полости время от времени, и строго дозированными порциями, а не  постоянным обильным потоком, как в паровых турбинах.  Именно поэтому  паровые роторные двигатели гораздо экономичнее паровых турбин на единицу выдаваемой мощности.
  —  2)  Роторные паровые двигатели имеют  плечо приложения действующих газовых сил (плечо крутящего момента) значительно (в разы) больше, чем  поршневые паровые двигатели. Поэтому  развиваемая ими мощность гораздо выше, чем у  паровых поршневых машин.
 —   3)  Паровые роторные двигатели имеют гораздо  большее рабочий ход, чем поршневые паровые двигатели,  т.е. имеют возможность  переводить  большую часть  внутренней  энергии пара в  полезную работу.
 —  4)  Паровые роторные двигатели  могут эффективно работать на насыщенном (влажном) паре, без  затруднений допускать  конденсацию  значительной части пара  с переходом её в воду прямо в рабочих секциях парового роторного двигателя.  Это так же повышает КПД работы паросиловой установки с использованием   парового роторного двигателя.
 —  5) Паровые роторные двигатели  работают  на оборотах в 2-3 тыс.  оборотов в минуту, что является оптимальной частотой вращения для выработки электричества, в отличие от слишком тихоходных поршневых двигателей (200-600 оборотов в минуту) традиционных паровых машин паровозного типа, или от слишком быстроходных турбин (10-20 тыс. оборотов в минуту).

При этом технологически паровые роторные двигатели относительно просты в изготовлении, что  делает затраты на их изготовление относительно невысокими.   В отличие от крайне дорогостоящих в производстве паровых турбин.

ИТАК, КРАТКИЙ ИТОГ ЭТОЙ СТАТЬИ —  паровой роторный двигатель является весьма эффективной паровой силовой машиной для  преобразования  давления пара от тепла сгорающего твердого топлива и  горючих отходов  в механическую мощность и в электрическую энергию.

 

 

Автором  настоящего сайта, уже  получены более 5 патентов на изобретения по  разным  аспектам  конструкций  паровых роторных двигателей. А так же произведено некоторое количество небольших роторных двигателей  мощностью от 3 до 7 кВт. Сейчас идет проектирование паровых роторных двигателей мощностью от 100 до 200 кВт.
Но у роторных двигателей есть «родовой недостаток» — сложная система уплотнений, которые для маленьких по размерам двигателей оказываются слишком сложными, миниатюрными и дорогими в изготовлении.

В 2016-18 гг я сделал и испытал несколько моделей поршневых опозитных и аксиально поршневых моторов.. Данные компоновки представлялись наиболее энерго — производительной по мощности вариацией из всех возможных схем применения поршневой системы.  Внизу размещено видео использования маленького аксиально-поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней.

 

Но по итогам работы сделан вывод- что общий итог работы с поршневыми двигателями- неудовлетворителен. Почему такой вывод-для этого нужно писать целую большую почти научную работу, с материалами на несколько кандидатский диссертаций….   Главное- что поршневые двигатели не могут работать без смазки. А настоящий паровой двигатель (как паровая турбина) должен работать без смазки.  Ибо при температуре перегретого пара в 350-380 град- любая смазка тут же обуглится.   И такой плохой результат был получен на материалах высокого качества — так  пара трения «поршень- цилиндр» — подвергнута ионно -плазменному азотированию в вакуумной среде и твердость поверхностей трения составляет 62-64 ед по HRC.  Подробно о процессе упрочения поверхности методом азотирования смотри ТУТ.


Вот анимация принципа работы похожего по компоновке  такого аксиально- поршневого оппозитного двигателя с встречным движением поршней

lamplough-axial-1910-valve-action-1

 

Первые пуски малого парового роторного двигателя

 

 

…..Многие посетители моего сайта спрашивают — а каково потребление твердого топлива в таких малых паро-силовых установках а единицу мощности?
…. Отвечаю — на угле на 1 квт-час выработки электричества идет  расход примерно 1,2 — 1,3 кг угля, или 1,6 — 2 кг дров, щепы, опила — в зависимости от их влажности.

 

                                                 . МАТЕРИАЛЫ — МАЙ 2020 г.

Видео ролик с работой парового роторного двигателя.

На моем небольшом  предприятии в Краснодаре налажено штучное производство под заказ малых паро -силовых установок с роторным двигателем мощностью от   1 до 5 квт. В перспективе можно делать установки до 30 квт мощности.

Заказы присылайте на почту 
либо связь по Скайп iggiss2

Вот пример такой малой установки

БЛИЖАЙШАЯ ПЕРСПЕКТИВА

Так же- ближайшая перспектива:  сейчас разрабатывается  микро  установка на 0,25 квт.
Для пеших туристов, геологов, охотников, военных и проч.  Она будет переносится в 2-х рюкзаках за спиной. Кипятильник- котел будет  раскладываться над костром. Вся система делается из  дюрали с поверхностным керамическим покрытием.
Установка будет делиться на 2 части и переносится в 2-х рюкзаках.  Время сборки до запуска примерно 7- 8 минут. Время запуска от установки над  костром до пуска генератора- 2- 3 минуты. Стремлюсь получить по вес 5 —6.5 кг одно место. Мощность электрогенератора 0,25- 0.3 квт.

Первые испытания натурного макета такой установки показали реальность создания такого изделия.

ЦЕНЫ

Приходит много писем — сколько стоят такие малые паросиловые установки с электрогенераторами.

Отвечаю: самая дешевая мобильная  походно- туристическая установка мощностью по электричеству  0,4 — 0,5квт  стоит 60 тыс руб ( с выхлопом водяного пара в воздух).

Самая дорогая и мощная установка на 18 квт (двухконтурная на легкокипящей жидкости) — стоит 470 тыс. рублей.

Срок изготовления больших установок- 3-4 месяца от предоплаты.
Малые установки могут быть в наличии.

Адрес электронной  почты для связи:  igg-iss@yandex.ru
Ник в мессенджере Telegram:  Igor Iss

 

 

 

 

 

 

 

*        *       *

Следующая страница — «Паровые Машины Прошлого».

Перейти   –                      страница о «Твердом Топливе»