Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ГАЗОТУРБИННОМ ДВИГАТЕЛЕ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ГАЗОТУРБИННОМ ДВИГАТЕЛЕ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ГАЗОТУРБИННОМ ДВИГАТЕЛЕ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в теплоэнергетике, конкретнее в газотурбинных двигателях. Сущность изобретения: сжигание топлива в камере сгорания ГТД и вращение полученными газами трех последовательно расположенных турбин - высокого давления (ТВД), среднего давления (ТСД) и низкого давления (ТНД). ТВД постоянно соединена с компрессором двигателя. ТНД является свободной силовой турбиной и соединена с потребителем мощности. ТСД на номинальной и близких к ней нагрузкам соединяют с компрессором, а на пониженных нагрузках - со свободной силовой турбиной. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2015382
Класс(ы) патента: F02C7/36
Номер заявки: 4787847/06
Дата подачи заявки: 29.01.1990
Дата публикации: 30.06.1994
Заявитель(и): Войсковая часть 27177
Автор(ы): Кохан А.А.; Полешуков Л.И.; Подгорец В.Я.
Патентообладатель(и): Кохан Анатолий Андреевич; Полешуков Леонид Иванович; Подгорец Вадим Яковлевич
Описание изобретения: Изобретение относится к теплоэнергетике, а конкретнее к газотурбинным двигателям (ГТД).
Известны различные способы получения механической энергии в ГТД с одним компрессором. Эти способы различаются числом используемых турбин и схемой подключения турбин к компрессору и потребителю.
Наиболее простой способ включает в себя подачу в камеру сгорания воздуха от компрессора и топлива, сжигание топлива и вращение полученными газами одной турбины, передающей крутящий момент (мощность) как компрессору, так и потребителю.
Недостатком способа являются неустойчивость работы ГТД при снижении скорости вращения и резкое уменьшение КПД при снижении нагрузки, поэтому область применения способа весьма узка.
Более широко используется способ, по которому полученные в камере сгорания газы вращают последовательно расположенные две турбины - высокого давления (ТВД) и низкого давления (ТНД), причем ТВД передает мощность компрессору, а ТНД (ее в этом случае называют свободной силовой турбиной) - потребителю.
Однако и этот способ характеризуется существенным уменьшением КПД при снижении нагрузки.
Известны способы получения механической энергии в ГТД с одним компрессором, включающие вращение газами трех турбин - высокого, среднего (ТСД) и низкого давления. За прототип изобретения принят способ получения механической энергии, осуществляемый в ГТД, в котором газами вращаются соосно и последовательно размещенные три турбины - ТВД, ТСД и ТНД. Ротор ТВД постоянно соединен с валом компрессора. ТНД является свободной силовой турбиной, ее ротор соединен с валом потребителя. ТСД (вспомогательная турбина) на повышенных нагрузках подключается к компрессору, а на пониженных отключается от него. Этим достигается повышение экономичности на пониженных нагрузках за счет перераспределения части теплоперепада с ТВД на ТНД.
Недостатком используемого в прототипе способа получения механической энергии является низкая экономичность ГТД на режимах, близких к режиму холостого хода, т.к. часть теплоперепада, срабатываемого в соплах отключенной ТСД, не используется затем в ТНД, т.е. превращается в потери.
Целью изобретения является повышение экономичности ГТД на частичных (пониженных) нагрузках.
Эта цель достигается за счет того, что развиваемый ТСД крутящий момент используется на всех режимах работы ГТД. На режимах, близких к номинальному, он передается компрессору, а на режимах, близких к холостому ходу, он передается свободной силовой турбине. Перераспределение крутящего момента ТСД обеспечивается наличием в ГТД двух разобщительных муфт.
На чертеже дана схема ГТД, в котором осуществляется предлагаемый способ.
Двигатель содержит компрессор 1 и размещенные соосно и последовательно три турбины: высокого давления 3, среднего давления 4 и низкого давления 7. Турбина 3 и компрессор 1 закреплены на общем валу 2. Турбина 7 является свободной силовой и закреплена на валу 8, к которому подключается потребитель мощности. Валы 2 и 8 выполнены полыми. Турбина 4 закреплена на валу, передняя часть 5 которого размещена внутри вала 2 соосно с ним, а задняя часть 6 - внутри вала 8 соосно с ним. Для соединения вала 2 и части 5 вала предусмотрена разобщительная муфта 9, а для соединения вала 8 и части 6 вала - разобщительная муфта 10. Между компрессором 1 и турбиной 3 размещена камера сгорания 11.
Предложенный способ получения механической энергии в ГТД осуществляется следующим образом. На всех режимах работы двигателя в камеру сгорания 11 подается воздух от компрессора 1 и топливо. Полученными в результате сгорания топлива газами осуществляется вращение турбин 3, 4 и 7. Крутящий момент от турбины 3 через вал 2 передается компрессору 1. Крутящий момент от турбины 7 через вал 8 передается потребителю мощности. На номинальном и близких к нему режимах включением муфты 9 вал 2 и часть 5 вала соединяются и крутящий момент от турбины 4 передается компрессору 1, муфта 10 на этих режимах разобщена. На пониженных режимах, близких к режиму холостого хода, муфта 9 разобщается, а муфта 10 включается. В результате соединяются вал 8 и часть 6 вала и крутящий момент от турбины 4, суммируясь с крутящим моментом свободной силовой турбины 7, передается потребителю мощности.
Отключение турбины 4 от компрессора 1 приводит к существенному снижению производительности компрессора на пониженных режимах и, как следствие, к повышению температуры газов вплоть до номинальной. В результате повышается экономичность ГТД на указанных режимах.
Формула изобретения: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ В ГАЗОТУРБИННОМ ДВИГАТЕЛЕ, включающий сжигание топлива в камере сгорания и вращение полученными газами роторов последовательно расположенных турбин высокого, среднего давления и свободной, силовой и передачу крутящего момента к компрессору и потребителю энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности на частичных режимах путем повышения температуры газа, на повышенных режимах, близких к номинальному, осуществляют передачу крутящего момента от турбины среднего давления к компрессору, а на пониженных режимах, близких к режиму холостого хода, от турбины среднего давления и свободной силовой турбины к потребителю энергии.