Техника - молодёжи 1997-06, страница 45

ла. Но тут, похоже, уже подошли к технологическому пределу: применение закритического давления пара (240 — 250 атм.) с температурами свыше 500°С требует, помимо прочего, использования специальных сталей и сплавов, включая титановые. Что заметно удорожает саму установку. Оттого-то в последние десятилетия делается заметный акцент на второй путь — замену воды в паровых котлах на более подходящие жидкости.

А список их, таких жидкостей, достаточно обширен. Здесь и этиловый эфир, и хлороформ, и сернистый углерод, и аммиак... Иногда используют даже низкотемпературные расплавы на основе лития.

Макаров остановил свой выбор на аммиаке. «У него есть одна интересная особенность, — пояснил изобретатель. — Он легко растворяется в воде — о нашатырном спирте, видимо, все знают». И набросал график, из которого следовало, что, скажем, при нуле градусов в одном объеме воды растворяется аж 1176 объемов аммиака. С ростом температуры, правда, такая способность падает. Но это, как вы вскоре убедитесь, даже к лучшему.

Итак, каким же образом работает аммиачно-паровой двигатель? Взгляните на рис. 1. С помощью свечи зажигания воспламеняется горелка, топливо в которую поступает из бака. Причем, если используется жидкое горючее, скажем, мазут, его предварительно подкачивают ручным насосом (на схеме не показан). При использовании же сжижженного или сжатого природного газа, такая подкачка не требуется — он будет подаваться из бака избыточным давлением. Ну а в принципе на-греватель(парогенератор) может работать на любом топливе (угле, торфе, дровах или ядерном горючем) — для этого потребуется лишь соответствующая его доработка.

Перед запуском двигателя специальной заслонкой перекрывается прямой канал выхлопной трубы: горячие газы от горелки идут по колену трубопровода, который погружен в насыщенный водный раствор аммиака; он с помощью насоса подается из абсорбера в корпус парогенератора. Температура жидкости, понятное дело, начинает повышаться.При этом аммиак, содержащийся в ней, выделяется и через трубку заборника поступает в змеевик нагревателя, обогреваемый той же горелкой. Если в растворе, при подогреве его, аммиак имел температуру 45 — 50° С, то в змеевике — 650° С.

Рис. 2. Газотурбинный двигатель с ам-миачно-паровым циклом. Цифрами обозначены: 1 — парогенератор; 2 — насыщенный раствор аммиака; 3 — корпус парогенератора; 4 — газовая камера турбины; 5 — форсунка; 6 — воздухозаборник; 7 — сопло; 8 — змеевик; 9 — свеча зажигания; 10 — аккумулятор; 11 — заборный патрубок; 12 — ам-миакопровод; 13 — радиатор; 14 — ось пропеллера; 15 — пропеллер; 16 — золотник; 17— трубопровод; 18 — расши-

Этот перегретый пар устремляется через золотник в цилиндры, и двигатель начинает работать на холостых оборотах, приводя в действие вентилятор, который нагнетает воздух в нагреватель.

Температура воды в парогенераторе постепенно повышается до 90 — 95°С, что обеспечивает давление паров аммиака порядка 40 атм. Двигатель выходит на рабочий режим и далее автоматически поддерживает его. Этому в немалой степени способствует тепловой экран сферической формы и дополнительный зеркальный экран отставленный от него на некоторый воздушный промежуток. Кроме того, установленные датчики температуры воды и пара выдают периодические сигналы в систему автоматического управления, регулирующую тепловой режим. При перегреве сокращается подача топлива в горелку и приоткрывается створка прямого канала выхлопной трубы, сбрасывающей излишек тепла в атмосферу; при недостатке же тепла, наоборот, увеличивается подача топлива, а заслонка закрывается.

В общем, согласно расчетам Макарова, уже через 1,5 — 3 мин двигатель должен быть готов к работе при максимальной нагрузке.

Прошедший через его цилиндры пар, совершив полезную работу, охлаждается до 20 — 30° С и давление его снижается до 5 атм. Затем он попадает в расширитель, где давление его уменьшается до 1,8 атм., а температура, согласно законам физики, соответственно падает до -18° С.

Переохлажденный аммиак отбирает тепло у стенок расширителя и накапливается в абсорбере. Происходит типичный процесс, как, скажем, у абсорбционного холодильника типа

«Север-6», «Иней», «Морозко» и т.д. И в абсорбере устанавливается порядка -6° С.

Естественно, при понижении температуры растворимость аммиака в воде резко возрастает. Поэтому поступающий из двигателя газ тут же поглощается жидкостью. По мере того, как беднеет аммиаком смесь в парогенераторе, часть его откачивается насосом из абсорбера в парогенератор. Цикл таким образом замыкается.

Проведенные Ю.В.Макаровым расчеты показывают, что такой двигатель обладает рядом преимуществ, по сравнению и с традиционной паровой машиной, и с двигателем внутреннего сгорания. При той же мощности, он компактнее на 40 — 60% имеет более высокий КПД ( порядка 43,5% экономический и около 85% механический), расходует меньше соляра, чем, скажем, дизель... Даже на моторном масле, которого новый двигатель требует значительно меньше обычного, можно получить многомиллионную экономию. И это в ценах еще 1978 г., когда Макаров «пробивал» свое изобретение. Ныне же.наверное, надо говорить о триллионах рублей, расходуемых понапрасну.

Итак, получено авторское свидетель-ство№ 1455114. Нуачто было дальше? Тут наша история приобретает настолько тривиальный характер, что даже рассказывать не хочется — тома переписки со всевозможными государственными, полугосударственными и частными оранизациями, фондами, институтами и предприятиями, в попытках если уж не внедрить, то хотя бы довести изобретение до испытаний. Но воз, как говорится, и ныне там...

В общем, ситуация вполне типичная для нашей страны. И о том, возможно,

ритель; 19 — корпус расширителя и абсорбера; 20 — термоизоляция; 21 — абсорбер; 22 — перегородка между расширителем и абсорбером; 23 — патрубки расширителя; 24,25 — трубопроводы; 26 — радиатор; 27 — насосы; 28 —

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 6 ' 9 7

помпа;29 — топливный бак; 30 — топливопровод; 31 — система автоматического регулирования; 32,33 — датчики системы автоматического регулирования; 34 — клапан для восполнения аммиака при аварийной утечке.

43