Газотурбинная установка
Использование: в силовых газотурбинных установках. Сущность изобретения: газотурбинная установка содержит компрессор с ротором, выполненным в виде спирального короба, центробежную спиральную турбину, приводящую компрессор , и камеру сгорания, расположенную на оси вращения. Причем короб компрессора снабжен ковшовыми воздухозаборниками, расположенными на поверхности наружного витка спирали, а рабочий канал турбины образован внешними стенками короба компрессора , на стенках которого выполнены ребра жесткости. 9 ил.«
СОЮЗ СОВГТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (s1)5 F 02 С 3/16
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР
{ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 00
M (Л
Д V
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4772859/06 (22) 25.12.89 (46) 07.07.93. Бюл. N 25 (75) А.Г.Серков и В.В,Упадышев (56) Шнеэ Я.И. Газовые турбины. M.. Мдшгиз, 1960, с.558.
Патент CLUA
N 4003672, кл. 415-71, опублик. 1977. (54) ГАЗОТУРБИННАЯ УСТАНОВКА (57) Использование: в силовых газотурбинных установках, Сущность изобретения: гаИзобретение относится к области турбостроения, а именно к газотурбинным установкам, преимущественно силовым.
Цель изобретения — снижение габаритов и металлоемкости установки.
Указанная цель достигается за счет выполнения расширяющегося к камере сгорания короба компрессора. снабженного ковшовыми воздухоэаборниками, расположенными на поверхности наружного витка спирали и подключенными ко входу компрессора, а турбина образована внешними стенками короба компрессора, на которых выполнены ребра жесткости.
Простейшим вариантом реализации установки является монотурбина, содержащая камеру сгорания, продолжающуюся расширяющимся газовым соплом, заключенная в расширяющийся к камере .сгорания короб центростремительного компрессора, завершающегося воздушной рубашкой, окружающей камеру сгорания, которые закручены в спираль вокруг.оси
„„. Ж,, 1825877 А1 эотурбинная установка содержит компрессор с. ротором, выполненным в виде спирального короба, центробежную спиральную турбину, приводящую компрессор, и камеру сгорания, расположенную на оси вращения. Причем короб компрессора снабжен ковшовыми воздухоэаборниками, расположенными на поверхности наружного витка спирали, а рабочий канал турбины образован внешними стенками короба компрессора, на стенках которого выполнены ребра жесткости. 9 ил, 4
: вращения. Балансировка устройства возможна одним иэ известных способов, например, устройство противовесов или использованием двух установок, разнесенных вдоль вала с диаметрально противоположным расположением сопел.
Рассмотрим варианты исполнения установки в виде сдвоенных турбин, одну иэ которых можно рассматривать в.качестве противовеса, На фиг,1 изображен разрез А-А одного иэ вариантов исполнения установки; на фиг.2- разрез Б — Б фиг.1: на фиг.3 — разрез
8-8 второго варианта исполнения установки; на фиг.4 изображена схема-развертка установки во фронтальном разрезе; на фиг.5 — фрагмент1 фиг.3. идентичная конструкция и у фиг.1; на фиг.б — разрез à — Г фиг.3; на фиг.7 — фрагмент П фиг.2; на фиг.8 — фрагмент И1 фиг.б; на фиг.9 — эпюры сил, действующих на турбину, где P — реактивная сила на выходе турбины, Ri — реактивная сила действующая на стенки турбины, r — рассто1825877 яние от оси вращения до площадки приложения йь M
Газотурбинная установка содержит две камеры сгорания 1, продолжающиеся газовыми соплами 2, вал 3 с каналом 4 и форсунхами с запальниками 5, составляющие турбину, и охватывающие.их короба 6 компрессоров, включающих воэдухозаборники
7, конфузорные сопла 8, завершающиеся воздушными рубашками 9 камеры сгорания
1, из которых в последние открываются отверстия 10. На стенках компрессоров, охватывающих газовые сопла 2 турбин, выполнены ребра жесткости в виде гребней
11 и перегородок 12. Газоотводящие короба
13 предназначены для выброса газов турбин в атмосферу, Для газового уплотнения коробов 13 промежутки между соплами 2 турбин закрыты пластинами 14, прикрепленными к коробам 6 компрессоров ребрами жесткости 15.
Работает установка следующим образом, Запуск установки может производиться как от постороннего источника крутящего момента, «ак и самостоятельно. Рассмотрим последний. В начальный момент, когда камеры сгорания 1 естесттвенным путем заполнены воздухом, в них по каналу 4 вала 3 через форсунки 5 с запальниками подается топливо с начальным (стартовым) расходом и поджигается. Продукты сгорания, проходя no спирально закрученным газовым соплам
2, расширяются, создавая крутящий момент, покидают сопла 2 турбин, производя дополнительно реактивный момент (фиг.9), и через газоотводящий короб 13 (фиг.2. или короба 13 на фиг.6) выбрасываются в атмосферу. Под действием этих реактивных моментов установка приходит во вращение, . при этом воздухоэаборниками 7 забирается воздух и конфузорными соплами 8 компрессора направляется в воздушные рубашки 9 камер сгорания 1. По мере продвижения от воздухозаборников 7 воздух охлаждает га зовые сопла 2, отбирая тепло, и приобретает дополнительную скорость, Поступая в воз5 душные рубашки 9, воздух скоростной напор трансформирует в давление и через отверстия 10 поступает в камеры сгорания .
1. По мере повышения давления воздуха, увеличивают расход топлива и установка набирает обороты. Регулировка подачи топлива, скорости вращения и крутящего момента производится одним из известных способов. Ребра жесткости в виде гребней 11 и перегородок 12, повышая жесткость конструкции, увеличивают, регенерацию тепла.
Как видно из фиг.1-8 конструкция установки выполнена в виде четырехзаходной спирали и не имеет лопаточного механизма, что резко упрощает ее конструкцию. По20 скольку турбины заключены в короба компрессоров, налицо компактность установки, снижение металлоемкости, повышение ре-. генерации тепла.
Формула изобретения
25 1, Газотурбинная установка, содержащая компрессор с выполненным в виде спирального короба ротором. центробежную спиральную турбину, размещенную на одном валу с компрессором, и камеру сгора30 ния, расположенную по оси вращения установки, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов и металлоемкости, ротор компрессора снабжен ковшовыми воздухозаборниками, расположенными на
35 поверхности наружного витка спирали и подключенными к входу компрессора, причем короб ротора компрессора выполнен расширяющимся к камере сгорания, а турбина образована внешними стенками короба
40 компрессора, 2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а.я— с я тем, что, с целью увеличения регенера ции тепла и повышения прочности конструкции, на стенках корпуса компрессора
45 выполнены ребра жесткости, 1 Б2! >877
g ggg15
Тпплпй
Puz Г
8-д
1825877. 1825877
1825877
Составитель В.Упадышев
Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор М.Ткач
Редактор С.Кулакова
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 2309 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
