Газотурбинный двигатель

Изобретение относится к машиностроению, в частности к газотурбинным двигателям. Газотурбинный двигатель содержит корпус с герметизированным всасом компрессора, камеру сгорания с жаровой трубой, имеющей зону горения, зону смешения, систему подачи и распыления электролита (водного раствора электролита), через форсунку с кавитатором на всас компрессора, воспламенительное устройство и турбину. Воспламенительное устройство выполнено в виде электродов вольтовой (электрической) дуги, электроды которой с возможностью подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой дуги и с возможностью диссоциации, ионизации, воспламенения и превращения в плазму проходящих через зону горения вольтовой дуги паров электролита, установлены в камере сгорания. При этом один из электродов выполнен перемещаемым при зажигании вольтовой дуги, другой выполнен конической формы и с конусным каналом. Изобретение позволяет повысить показатели эффективной работы двигателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к газотурбинным двигателям, и может быть использовано в двигателях различного назначения.

Известен газотурбинный двигатель, содержащий корпус, компрессор, камеру сгорания, воспламенительное устройство, систему подачи нефтяного топлива и турбину.

(А.с. СССР № 1329280, F 02 K 3/00, 30.04.1992 г.) [1].

Недостатками известного газотурбинного двигателя являются высокие расходы на нефтяное топливо и токсичный выхлоп.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является газотурбинный двигатель, содержащий корпус с герметизированным всасом компрессора и выполненным в нем электролизером, камеру сгорания с жаровой трубой, имеющей зону горения, зону смешения, систему подачи и распыления водного раствора электролита, через форсунку с кавитатором на всас компрессора, воспламенительное устройство и турбину.

(Весенгириев М.И. Зальем водой и закроем крышкой. Журнал "Изобретатель и рационализатор", № 6, 2006 г., стр.7) [2].

Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность работы электролизера и воспламенительного устройства.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективных показателей двигателя.

Поставленная задача решается тем, что в газотурбинном двигателе, содержащем корпус с герметизированным всасом компрессора, камеру сгорания с жаровой трубой, имеющей зону горения, зону смешения, систему подачи и распыления электролита (водного раствора электролита), через форсунку с кавитатором, например, выполненным в виде местного сужения ее канала на всас компрессора, воспламенительное устройство и турбину. Воспламенительное устройство выполнено в виде электродов вольтовой (электрической) дуги, электроды которой с возможностью подачи на них регулируемого, например, блоком управления постоянного тока, например, от бортовой электросети, зажигания и тушения вольтовой дуги и с возможностью диссоциации, ионизации, воспламенения и превращения в плазму проходящих через зону горения вольтовой дуги паров электролита, установлены в камере сгорания. При этом один из электродов может быть выполнен перемещаемым, например, электромагнитным клапаном при зажигании вольтовой дуги, другой может быть выполнен конической формы и с конусным каналом.

Сущность изобретения показана на чертеже.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Газотурбинный двигатель содержит корпус 1 с герметизированным всасом 2 компрессора 3, камеру сгорания 4 с жаровой трубой, имеющей зону горения и зону смешения 5, систему подачи и распыления электролита (водного раствора электролита), через форсунку 6, выполненную с кавитатором, например, в виде местного сужения ее канала (не показано) на всас компрессора, и турбину 7. Воспламенительное устройство, выполненное в виде электродов 8 и 9 вольтовой (электрической) дуги, электроды которой с возможностью подачи на них регулируемого, например, блоком управления (не показано) постоянного тока, например, от бортовой электросети (не показано), зажигания и тушения вольтовой дуги и с возможностью диссоциации, ионизации и превращения в плазму проходящих через зону горения 10 вольтовой дуги паров электролита, установлены в камере сгорания. При этом один из электродов выполнен перемещаемым, например, электромагнитным клапаном 11 при зажигании вольтовой дуги, другой выполнен конической формы и с конусным каналом 12.

Газотурбинный двигатель работает следующим образом.

Для пуска двигателя пусковым устройством раскручивают его вал и на электроды 8 и 9 вольтовой дуги подают регулируемый, например, блоком управления постоянный ток, например, силой 3-4 А. Работой компрессора 3 на его всасе 2 создается разрежение, куда, через форсунку 6 с кавитатором, например, под управлением блока управления, подают и распыляют электролит, например, водный раствор едкого калия. В кавитаторе форсунки 6 за счет кавитации приводит к не опасной для компрессора 3 диссоциации части воды, к ионизации и к тончайшему распылению капелек электролита, что существенно снижает энерго затраты при дальнейшем ее разложении и сжигании в камере сгорания 4. Затем, благодаря разрежению перед компрессором в корпусе 1, распыленный электролит превращается в пар и с повышением температуры, например до 200°С, сжимается компрессором 3, и с давлением за компрессором подается в камеру сгорания 4. Кратковременным включением электромагнитного клапана 11, подвижным электродом 8 прикасаются к электроду 9 - в его конусном канале 12 и в зоне горения 10 зажигают вольтовую дугу. Ионизированный и частично диссоциированный кавитатором пар электролита, под давлением за компрессором, проходит через зону горения 10 вольтовой дуги, где диссоциирует, ионизируется, воспламеняется и, превращаясь в плазму, поступает в зону смешения 5. В зоне смешения 5 камеры сгорания 4 продукты горения нормализуются смешением с поступающим сюда от компрессора 3 паром электролита. Далее рабочее тело в виде паро-газовой смеси поступает на турбину 7, совершает работу и выкидывается в атмосферу. Для остановки двигателя отключают питание вольтовой дуги и прекращают подачу электролита на всас компрессора.

Наличие кавитатора у форсунки 6 и работа вольтовой дуги существенно повышают эффективность предлагаемого двигателя. Найдет применение в двигателях различного назначения.

1. Газотурбинный двигатель, содержащий корпус с герметизированным всасом компрессора, камеру сгорания с жаровой трубой, имеющей зону горения, зону смешения, систему подачи и распыления электролита (водного раствора электролита), через форсунку с кавитатором на всас компрессора, воспламенительное устройство и турбину, отличающийся тем, что воспламенительное устройство выполнено в виде электродов вольтовой (электрической) дуги, электроды которой с возможностью подачи на них постоянного тока, зажигания и тушения вольтовой дуги и с возможностью диссоциации, ионизации, воспламенения и превращения в плазму проходящих через зону горения вольтовой дуги паров электролита, установлены в камере сгорания.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что один из электродов выполнен перемещаемым при зажигании вольтовой дуги, другой выполнен конической формы и с конусным каналом.