Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель содержит корпус, герметизирующую вход в корпус крышку, систему подачи электролита, выполненную в виде форсунки с кавитатором, размещенный в корпусе вал компрессора и турбины, электролизер-кавитатор, местное сужение канала с центральным телом. Электролизер-кавитатор установлен в обособленном корпусе герметично, соединенном с камерой сгорания и с возможностью подачи газовой смеси под давлением за компрессором, через электролизер-кавитатор с центральным телом в камеру сгорания с воспламеняющим устройством. На выходе из камеры сгорания установлено устройство для разделения газового потока, содержащее сверхзвуковое сопло, внешнюю трубу, внутреннюю трубу, коаксиально расположенные друг относительно друга, канал рециркуляции дозвукового потока обратно в камеру сгорания. Изобретение направлено на увеличение КПД газотурбинного двигателя. 2 ил.

 

Изобретение относится к энергетике и машиностроению и может использоваться в двигателестроении.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является газотурбинный двигатель, содержащий корпус и герметизирующую вход в корпус крышку, компрессор, камеру сгорания, систему подачи электролита (водного раствора электролита) через форсунку с кавитатором, воспламеняющее устройство, турбину и электролизер, герметизирующую вход в корпус крышку с возможностью регулируемого забора воздуха в двигатель, систему подачи электролита с возможностью подачи электролита через форсунку с кавитатором в поток забираемого в двигатель воздуха и с возможностью подачи топлива в камеру сгорания, электролизер при этом выполнен в виде кавитатора с центральным телом путем подводки постоянного электрического тока от источника питания к элементам кавитатора и установлен в обособленном корпусе, герметично соединенном с камерой сгорания, с возможностью подачи газовой смеси под давлением за компрессором через этот электролизер-кавитатор с центральным телом в камеру сгорания (см. Патент РФ №2324831).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что известное устройство недостаточно экономично и неэффективно использует энергию потока газа.

Сущность изобретения заключается в использовании устройства для разделения потока газа на дозвуковой и сверхзвуковой.

Технический результат - достижение более высоких технико-экономических характеристик двигателя.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в этом газотурбинном двигателе, содержащем корпус и герметизирующую вход в корпус крышку, компрессор, камеру сгорания, систему подачи электролита (водного раствора электролита) через форсунку с кавитатором, воспламеняющее устройство, турбину и электролизер, герметизирующую вход в корпус крышку с возможностью регулируемого забора воздуха в двигатель, систему подачи электролита с возможностью подачи электролита через форсунку с кавитатором в поток забираемого в двигатель воздуха и с возможностью подачи топлива в камеру сгорания, электролизер, выполненный в виде кавитатора с центральным телом путем подводки постоянного электрического тока от источника питания к элементам кавитатора и установленный в обособленном корпусе, герметично соединенном с камерой сгорания, с возможностью подачи газовой смеси под давлением за компрессором через электролизер-кавитатор с центральным телом в камеру сгорания, особенность заключается в том, что за камерой сгорания установлено устройство для разделения потока газа (на основе трубы Леонтьева) на дозвуковой и сверхзвуковой из камеры сгорания на дозвуковую и сверхзвуковую составляющие.

На чертежах представлено:

на фиг.1 - прототип газотурбинного двигателя;

на фиг.2 - предлагаемый газотурбинный двигатель.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.

Газотурбинный двигатель содержит корпус 1, герметизирующую вход в корпус крышку 2, выполненную с возможностью регулируемого жалюзями 3 забора воздуха в двигатель, систему подачи электролита, выполненную в виде форсунки 4 с кавитатором, местного сужения ее канала, подачи электролита в поток забираемого в двигатель воздуха и форсунки 5 подачи топлива в камеру 6 сгорания, размещенный в корпусе 1 вал 7 компрессора 8 и турбины 9, электролизер-кавитатор 10, местное сужение 11 канала с центральным телом 12, образованный путем подводки постоянного электрического тока от аккумулятора 13 к элементам кавитатора, например, к его местному сужению и к его центральному телу. Установлен электролизер-кавитатор 10 в обособленном корпусе 14 герметично, на болтах, соединенном с камерой 6 сгорания и с возможностью подачи газовой смеси под давлением за компрессором 8, через этот электролизер-кавитатор 10 с центральным телом 12 в камеру 6 сгорания с воспламеняющим устройством 15. На выходе из камеры 6 сгорания установлено устройство для разделения потока газа (на основе трубы Леонтьева), содержащее сверхзвуковое сопло 16, внешнюю трубу 17, внутреннюю трубу 18, коаксиально расположенные друг относительно друга, канал 19 рециркуляции дозвукового потока обратно в камеру 6 сгорания.

Работа предлагаемого газотурбинного двигателя осуществляется следующим образом.

Для пуска двигателя раскручивают его вал 7 и на электроды электролизера-кавитатора 10 с центральным телом 12 подают постоянный электрический ток от аккумулятора 13. Работой компрессора 8 на его всасе создается разрежение, благодаря чему производится регулируемый жалюзями 3 забор атмосферного воздуха в корпус 1 двигателя. В поток забираемого в двигатель воздуха форсункой 4 с кавитатором подают электролит, например водный раствор едкого калия. За счет кавитации в кавитаторе форсунки 4 вода частично, до неопасного для компрессора предела, диссоциирует, ионизируется, капельки ее тончайше распыляются и смешиваются с воздухом. Далее за счет разрежения на всасе компрессора электролит превращается в пар. Затем эта смесь сжимается компрессором 8 и под давлением за компрессором подается в обособленный корпус 14 электролизера-кавитатора 10 и прогоняется через местное сужение 11 с центральным телом 12, где за счет кавитации и за счет протекания постоянного тока через электролит частично уже диссоциированный в кавитаторе форсунки 4 водяной пар, присутствующий в потоке, полностью разлагается на водород и кислород. Затем эта газовая смесь поступает в камеру 6 сгорания, куда также подают через форсунку 5 небольшое количество топлива и образовавшуюся обогащенную водородом и кислородом топливовоздушную смесь поджигают воспламеняющим устройством 15. Далее температура продуктов сгорания нормализуется в зоне смешения камеры 6 сгорания. Затем газовый поток разделяется на входе в устройство для разделения потока газа (на основе трубы Леонтьева) на два потока - один направляется во внешнюю трубу 17 и является дозвуковым, второй разгоняется до сверхзвуковой скорости в сверхзвуковом сопле 16 и направляется во внутреннюю трубу 18. Температура поверхности со стороны сверхзвукового потока будет ниже, чем температура поверхности со стороны дозвукового потока. Образующийся перепад температур приводит к возникновению теплового потока от дозвуковой части течения к сверхзвуковой. Дозвуковой поток, отдав тепло сверхзвуковому потоку, направляется по каналу 19 рециркуляции дозвукового потока обратно в камеру 6 сгорания. Сверхзвуковой поток на выходе из устройства для разделения потока, более нагретый и с более высоким давлением, поступает и расширяется в турбине 9, вращают вал 7 двигателя и выбрасывается в атмосферу. Таким образом, благодаря применению устройства для разделения потока газа на дозвуковой и сверхзвуковой за счет создания газодинамической температурной стратификации происходит повышение давления и температуры рабочего тела (сверхзвукового потока газа) и, следовательно, увеличение КПД газотурбинного двигателя, т.к. для современных газовых турбин одним из главных факторов, влияющих на экономичность газотурбинных установок, является непрерывное повышение температуры газа перед турбиной (см. Тепловая защита лопаток турбин / Б.М. Галицейский, В.Д. Совершенный, В.Ф. Формалев, М.С. Черный; Под ред. Б.М. Галицейского. - М.: Изд. МАИ, 1996. С.5). Кроме этого рециркуляция дозвукового потока позволит сократить расход топлива и повысить экономичность двигателя.

Газотурбинный двигатель, содержащий корпус, герметизирующую вход в корпус крышку, систему подачи электролита, выполненную в виде форсунки с кавитатором, размещенный в корпусе вал компрессора и турбины, электролизер-кавитатор, местное сужение канала с центральным телом, электролизер-кавитатор установлен в обособленном корпусе герметично, соединенном с камерой сгорания и с возможностью подачи газовой смеси под давлением за компрессором, через электролизер-кавитатор с центральным телом в камеру сгорания с воспламеняющим устройством, отличающийся тем, что на выходе из камеры сгорания установлено устройство для разделения газового потока, содержащее сверхзвуковое сопло, внешнюю трубу, внутреннюю трубу, коаксиально расположенные друг относительно друга, канал рециркуляции дозвукового потока обратно в камеру сгорания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике. Способ продувки магистрали рециркуляции отработавших газов газовой турбины, при котором используется выпускаемый поток из компрессора, причём первую часть выпускаемого воздуха направляют в магистраль рециркуляции отработавших газов для продувки, а вторую часть сжатого воздуха подают через вторую выпускную магистраль в парогенератор, работающий на вторичном топливе.

Способ регулирования осевого компрессора в системе газотурбинного двигателя заключается в подаче горячего газа, отбираемого из канала, расположенного за турбиной, в канал, расположенный между входным устройством и компрессором двигателя, в количестве, необходимом для поддержания заданной температуры газа на входе в компрессор.

Изобретение относится к установкам для выработки пара и может быть использовано в энергетике, например, для парогенерирующих установок с агрегатами наддува, обеспечивающих паром конденсационные паровые турбины, в том числе турбины с давлением пара на входе, превышающем критическое давление, и высокой температурой питательной воды, вплоть до критической.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях с комбинированным парогазовым циклом. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано на тепловых электростанциях, сжигающих органическое топливо и оборудованных газотурбоэлектрогенераторами.

Изобретение относится к газотурбинным установкам (ГТУ), в частности, реализующим полузамкнутую схему рабочего процесса и утилизацию тепла выхлопных газов. .

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а конкретно к газотурбинным двигателям. .

Изобретение относится к энергетике и может найти применение в газотурбинных силовых установках, в частности в установках, предназначенных для приводов наземных транспортных средств.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям и может быть применимо для сверхзвуковой военной авиации и гиперзвуковых самолетов. Водородный воздушно-реактивный двигатель содержит воздухозаборник, корпус, по меньшей мере, один компрессор, камеру сгорания с топливным коллектором, установленную за компрессором и соединенную с ним воздушным трактом, по меньшей мере, одну турбину и, по меньшей мере, один вал, соединяющий компрессор и турбину, реактивное сопло и систему подачи водорода к камере сгорания.

Способ уменьшения конденсационного следа газотурбинного двигателя заключается в том, что подают топливо со сверхнизким содержанием серы, с концентрацией серы меньше чем одна часть на миллион, в камеру сгорания газотурбинного двигателя для снижения количества содержащих серу побочных продуктов, образующихся в выхлопе газотурбинного двигателя.

Изобретение относится к турбореактивным двигателям, преимущественно двухконтурным, и пригодно для газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики. .

Изобретение относится к энергетическим установкам и может быть использовано при создании наземных установок для получения электроэнергии и тепла с высокой эффективностью и при высоких экологических показателях, в том числе и при утилизации твердых бытовых и промышленных отходов (ТБО).

Изобретение относится к газотурбинным источникам электроэнергии, а именно к малоразмерным газотурбинным установкам - микротурбинам, и может применяться в энергетике, а также в автомобильном, железнодорожном, водном, воздушном транспорте в составе силовых установок с электроприводом.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к газотурбинным двигателям, и может быть использовано в двигателестроении. .

Изобретение относится к машиностроению, в частности к газотурбинным двигателя, и может быть использовано в двигателе-строении. .

Изобретение относится к области двигателестроения и предназначено для использования в двигателях и установках внутреннего сгорания, работающих одновременно на нескольких видах топлива (в том числе на жидком и газообразном топливах), преимущественно в газотурбинных двигателях (ГТД) различного назначения (наземных, воздушных и морских силовых установках).
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано на различных видах транспорта и в отопительных системах жилых помещений и обогрева человека в экстремальных условиях.

Трехкомпонентный воздушно-реактивный двигатель содержит воздухозаборник, корпус, по меньшей мере, два компрессора, камеру сгорания, по меньшей мере две газовые турбины, по меньшей мере два вала, соединяющих компрессоры и газовые турбины, реактивное сопло и систему подачи водородного топлива. Между компрессорами установлен, по меньшей мере, один водородно-воздушный теплообменник, подключенный к системе подачи водородного топлива. Двигатель также выполнен с системой подачи углеводородного топлива и системой подачи жидкого кислорода. Камера сгорания содержит три группы форсунок. Изобретение направлено на повышение степени сжатия компрессора, увеличение силы тяги двигателя и улучшение его удельных характеристик. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Газотурбинный двигатель содержит корпус, герметизирующую вход в корпус крышку, систему подачи электролита, выполненную в виде форсунки с кавитатором, размещенный в корпусе вал компрессора и турбины, электролизер-кавитатор, местное сужение канала с центральным телом. Электролизер-кавитатор установлен в обособленном корпусе герметично, соединенном с камерой сгорания и с возможностью подачи газовой смеси под давлением за компрессором, через электролизер-кавитатор с центральным телом в камеру сгорания с воспламеняющим устройством. На выходе из камеры сгорания установлено устройство для разделения газового потока, содержащее сверхзвуковое сопло, внешнюю трубу, внутреннюю трубу, коаксиально расположенные друг относительно друга, канал рециркуляции дозвукового потока обратно в камеру сгорания. Изобретение направлено на увеличение КПД газотурбинного двигателя. 2 ил.

Наверх