Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - Патент РФ 2045672
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в газотурбостроении. Сущность изобретения: двигатель содержит компрессор, камеру сгорания в виде индивидуальных жаровых труб, направляющее устройство и рабочее колесо осевой турбины. Новым в конструкции двигателя является то, что направляющее устройство турбины выполнено в виде каналов, имеющих разгонные и выходные участки, последние из которых образованы параллельными цилиндрическими поверхностями и задней профилированной стенкой, а оси жаровых труб отклонены от плоскости поперечного сечения направляющего устройства в сторону компрессора. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

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: 2045672
Класс(ы) патента: F02C3/00, F23R3/46
Номер заявки: 4918441/06
Дата подачи заявки: 12.03.1991
Дата публикации: 10.10.1995
Заявитель(и): Санкт-Петербургский государственный технический университет
Автор(ы): Кириллов И.И.; Саркисов А.А.; Саливон Н.Д.; Ланговой С.М.
Патентообладатель(и): Санкт-Петербургский государственный технический университет
Описание изобретения: Изобретение относится к газотурбостроению и может быть использовано преимущественно в двигателях малой и средней мощности (тяги).
Известен газотурбинный двигатель, содержащий компрессор, кольцевую противоточную камеру сгорания и осевую турбину, состоящую из направляющего устройства и рабочего колеса.
Недостатком такой конструкции двигателя является большой размер кольцевой противоточной камеры сгорания, что приводит к увеличению его металлоемкости и веса. К увеличению веса двигателя приводит и большое количество фрезерованных или литых лопаток в направляющем устройстве турбины.
Изготовление большого количества особо точных малогабаритных охлаждаемых лопаток направляющего устройства турбины с микроканалами для подвода охлаждающего воздуха повышает трудоемкость изготовления и стоимость всего двигателя, снижает его надежность в эксплуатации из-за возможности засорения микроканалов.
В двигателе с противоточной камерой сгорания предусмотрено петлевое движение газа, что приводит к повышенным потерям его кинетической энергии. К увеличению потерь кинетической энергии газа приводит и поворот потока на значительный уголь 70-75о в направляющем устройстве турбины.
Потери кинетической энергии газа снижают КПД двигателя.
Известен также принятый за прототип газотурбинный двигатель, содержащий компрессор, камеру сгорания в виде индивидуальных жаровых труб, направляющее устройство и рабочее колесо осевой турбины. При этом оси жаровых труб в выходном сечении расположены вдоль оси двигателя на касательных к средней линии направляющего устройства. Устройство известного двигателя описано в [2]
Недостатком такой конструкции двигателя является большая длина его ротора, обусловленная тем, что индивидуальные жаровые трубы расположены вдоль оси двигателя. Большая длина ротора снижает критическую частоту его вращения, приводит к увеличению осевого габарита и веса двигателя.
Поворот потока на значительный угол в направляющем устройстве турбины приводит к увеличению потерь кинетической энергии газа и снижает КПД двигателя.
Целью изобретения является повышение экономичности и надежности газотурбинного двигателя.
Для этого в известном газотурбинном двигателе, содержащем компрессор, камеру сгорания в виде индивидуальных жаровых труб, направляющее устройство и рабочее колесо осевой турбины, в котором оси жаровых труб в выходном сечении расположены на касательных к средней линии направляющего устройства турбины, направляющее устройство выполнено в виде каналов, имеющих разгонные и выходные участки, последние из которых образованы параллельными цилиндрическими поверхностями и задней профилированной стенкой, а оси жаровых труб отклонены от плоскости поперечного сечения направляющего устройства в сторону компрессора.
Предложенный газотурбинный двигатель отличается от прототипа признаками, приведенными выше, следовательно изобретение соответствует критерию "новизна".
В предлагаемом устройстве камера сгорания выполнена в виде индивидуальных жаровых труб. Применение индивидуальных жаровых труб известно. Однако в предлагаемом газотурбинном двигателе оси жаровых труб отклонены от плоскости поперечного сечения направляющего устройства в сторону компрессора.
Направляющее устройство осевой турбины газотурбинного двигателя выполняется с большим количеством отдельных лопаток. В предлагаемом же техническом решении направляющее устройство осевой турбины выполнено в виде каналов, имеющих разгонные и выходне участки, последние из которых образованы параллельными цилиндрическими поверхностями и задней профилированной стенкой.
Каждый разгонный канал направляющего устройства выполнен на одной оси с индивидуальной жаровой трубой и является продолжением последней. Количество каналов направляющего устройства соответствует количеству жаровых труб.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии изобретения критерию "существенные отличия".
На фиг.1 (М1:1) схематически представлен двигатель (жаровая труба, разгонный канал газа с выходным участком и рабочее колесо турбины, остальные элементы двигателя условно не показаны), продольный разрез; на фиг.2 сечение А-А (М1:2) на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.2.
Двигатель содержит индивидуальные жаровые трубы 1, количество которых и их размеры определяются известными расчетами. На одной оси с каждой жаровой трубой 1 смонтирован канал разгона газа 2 с выходным участком 3. Выходной участок ограничен сверху цилиндрической поверхностью 4, снизу цилиндрической поверхностью 5 и задней профилированной стенкой 6. Каналы разгона газа с выходными участками составляют направляющее устройство турбины с рабочим колесом 7. Оси жаровых труб и разгонных каналов газа расположены на касательных к средней линии выходного сечения направляющего устройства и отклонены в сторону компрессора.
Двигатель работает следующим образом.
Сжатый в компрессоре воздух поступает в жаровые трубы 1, где за счет сжигания топлива его энергия резко возрастает.
Из жаровых труб газ поступает в каналы разгона газа 2, в которых потенциальная энергия газа преобразуется в кинетическую и скорость потока достигает расчетного значения. Далее газ движется на выходном участке 3, ограниченном сверху и снизу параллельными цилиндрическими поверхностями 4 и 5 и задней стенкой 6, которая для уменьшения потерь энергии газа, равномерного распределения скоростей и обеспечения расчетного угла выхода потока имеет специальное профилирование.
Совершив полезную работу в турбине, газ поступает в выхлопную систему двигателя.
Выполнение газотурбинного двигателя с узлами, совмещающими индивидуальные жаровые трубы и направляющее устройство турбины, позволяет исключить вредные повороты потока и тем самым резко снизить существенные потери кинетической энергии газа, что значительно повысит экономичность двигателя.
Металлоемкость и вес предлагаемого двигателя снижены по сравнению с прототипом за счет сокращения его длины.
Замена большого количества особо точных малогабаритных охлаждаемых лопаток направляющего устройства турбины несколькими каналами снижает трудоемкость изготовления и стоимость двигателя, повышает его надежность.
Формула изобретения: ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий компрессор, камеру сгорания в виде индивидуальных жаровых труб, направляющее устройство и рабочее колесо осевой турбины, при этом оси жаровых труб расположены по касательным к средней динии направляющего устройства, отличающийся тем, что направляющее устройство выполнено в виде каналов, имеющих разгонные и выходные участки, последние из которых образованы параллельными цилиндрическими поверхностями и задней профилированной стенкой, а оси жаровых труб отклонены от плоскости поперечного сечения направляющего устройства в сторону компрессора.