Газотурбинная установка
Использование: первичный двигатель в энергоустановках. Сущность изобретения: в газотурбинной установке, содержащей эжектор, выход которого соединен с входом в турбину, перепускной трубопровод, подключенный к активным соплам эжектора, и камеру сгорания, размещен диффузор, подключенный соответственно по входу и выходу к выходу из эжектора и перепускному трубопроводу. Эжектор выполнен вихревым, камера сгорании установлена а перепускном трубопроводе, оси активных сопл наклонены к оси установки. Диффузор выполнен щелевым, активные сопла - прямоугольной формы, а камера сгорания - кольцевой. 1ил.
Изобретение относится к " газотурбинным установкам (ГТУ), преимущественно к двигателям с индуцированием воздуха внутрь эжектором, и может быть использовано в авиации и машиностроении в качестве стационарных или передвижных ГТУ. Известны ГТД с осевыми лопаточными многоступенчатыми и центробежными компрессорами. Недостатками этих устройств являются сложность и дороговизна изготовления многочисленных высоконагруженных деталей, повышенная масса, высокий уровень вибраций, низкая живучесть даже при незначительных повреждениях, высокая уязвимость к обледенению, ограничение работы в пыльных условиях и т.п. ГТД с центробежными компрессорами имеют повышенные поперечные сечения и диапазон вибраций, особо вредный для человека. Наиболее близкой к предлагаемой является ГТУ, содержащая прямоструйный компрессор (эжектор), снабженный сопловым аппаратом на входе, камерой смешения и диффузором, камеру сгорания, выход из которой соединен с активными соплами эжектора, газовую турбину, вход в которую соединен с диффузором эжектора. Устройство конструктивно простое, имеет малые поперечные размеры и может с успехом применяться в качестве вспомогательной установки на аппаратах, летящих с постоянной расчетной скоростью. Однако такая схема прототипа не экономична в энергетическом плане и потому для работы требуется подвод внешней энергии. Известная большая габаритная длина прямоструйных эжекторов повышает массу и затрудняет компоновку. Прямоструйные устройства имеют один оптимальный режим работы и невозможность его регулировать, что сужает область их применения. Целью изобретения является расширение диапазона режимов работы, повышение КПД цикла и уменьшение габаритных размеров, что расширит область применения, существенно уменьшит удельный расход топлива, повысит весовую отдачу и улучшит их компоновку. Указанная цель достигается тем, что эжектор выполнен вихревым, камера сгорания установлена в перепускном трубопроводе, вход в который соединен с выходом из диффузора, турбина установлена на выходе из камеры смешениям, а оси активных сопл наклонены к оси установки. Диффузор выполнен щелевым, активные сопла прямоугольной формы, а камера сгорания кольцевой. На чертеже изображена ГТУ, разрез. ГТУ содержит обечайку 1, образующую камеру смешения 2, а входное устройство диафрагму 3 и полупроницаемую трубу 4, смонтированную в диафрагме, активные сопла 5 смонтированы на входе в камеру смещения 2 тангенциально. Центробежный диффузор 6, например безлопаточный щелевой, смонтирован на выходе и снаружи камеры смешения 2. Камера сгорания 7 соединяет диффузор 6 и активные сопла 5. Турбина 8 смонтирована на выходе к обечайке 1 и содержит спрямляющий аппарат 9, ротор 10 с рабочими лопатками 11. Выходной вал 12 смонтирован на подшипниковых операх 13 и 14. Выходной коллектор 15 для отвода отработанных газов скреплен с корпусом турбины 16. ГТУ (ГТД работает следующим образом. Активные сопла 5 срабатывают высокотемпературный газ и высокоскоростными тангенциальными струями создается вихрь в вихревой камере 2. Энергия импульса сопла аккумулируется в вихре. Внутри вихря создается разрежение и через трубу 4 воздух засасывается внутрь. Суммарный смешанный поток на выходе делится на две части: одна часть поступает в диффузор 6, сжимается и поступает в камеру сгорания 7, куда подается топливо и происходит процесс горения. Высокотемпературный газ поступает в активные сопла 5, срабатывает полученный теплоперепад и за счет полученной энергии импульса поддерживает вращение вихря. Другая часть суммарного потока на выходе из камеры смешения 2 поступает в турбину 8, где срабатывает свой теплоперепад и отводится по коллектору 15 в атмосферу. С рабочих лопаток 11 через ротор 10 крутящий момент передается на выводной вал 12.
Формула изобретения
1. Газотурбинная установка, содержащая эжектор, выход которого соединен с входом турбины, перепускной трубопровод, подключенный к активным соплам эжектора, и камеру сгорания, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона режимов работы, повышения КПД цикла и уменьшения габаритных размеров, она снабжена диффузором, вход в который подключен к выходу из эжектора, а выход к перепускному трубопроводу, эжектор выполнен вихревым, камера сгорания установлена в перепускном трубопроводе, а оси активных сопел наклонены к оси установки. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что диффузор выполнен щелевым, активные сопла прямоугольной формы, а камера сгорания кольцевой.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
