Газотурбинный двигатель дмитроцы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 02 С 6/14 К ПАТЕН ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(54) ГАЗ ОТУР Б И Н Н Ы Й Д В И ГАТ ЕЛ ЬДМИТРО ЦЫ. Изобретение относится к газотурбиностроению, в частности к газотурбинным двигателям.Недостатками известных двигателей. я вляются ограниченная теплонапряженность камер сгорания (малая удельная мощность) и малая эффективность,Известны двигатели, срдержащие вращающийся диск, в корпусе которого по внешней окружности установлен под углом к плоскости вращения небольшие камеры сгорания с реактивными соплами Я Эффективные при большом скоростном напоре камеры сгорания (реактивная турбина) вращают компрессор независимо от основной камеры сгорания турбореактивного двигателя и не влияет на теплонапряженность и удельную мощность двигателя.Известны также газотурбин 1 ые двигатели, содержащие расположенную между осевыми рабочими лопаточными колесами компрессора и турбины свободно вращающуюся камеру сгорания, проточная часть которой разделена на изолированные каналы продольными, установленными под углом к оси камеры лопастями (2), В такси камере(57) Использование: энергетическое машиностроение, Сущность изобретения: двигатель содержит вентиляторные ступени с размещенными на концах их лопаток лопатками турбины, вращающуюся камеру сгорания, конструктивно связанную с первой и последней ступенями турбины. Внутри камеры сгорания образована полость, в которой расположены компрессор высокого давления и стартер-генератор. 2 ил,теплонапряженность (следовательно, и удельная мощность) выше, чем в обычных .камерах и это не связано с повышением напряжений в элементах конструкции, но энергия свободного вращения камеры двигателем не используется,Цель изобретения - повышение эффективности и уменьшение габаритов газотурбинных двигателей.Цель достигается установкой вращающейся камеры сгорания с реактивными соплами по внешней окружности перед активной турбиной и совмещением некоторых рабочих узлов двигателя.Вращающаяся камера (подвижный сопло вой а и парат) позволяет испол ьзовать центробежное сжатие газа и получить дополнительную мощность ( 10/) без каких- либо энергетических затрат, что повышает экономичность двигателя, увеличить тепло- , напряженность камеры сгорания (скорость истечения газов) без нарушения режима работы установленных после нее активных ступеней турбины, так как дополнйтельный теплоперепад срабатывается реактивной ступенью (камерой), вращаюшейся в противоположную первой активной ступени сторону.С целью уменьшения габаритов (металлоемкости и стоимости) двигателя выполнено конструктивное и функционально совмещение рабочих узлов. рабочие лопатки турбины расположены на периферии вентиляторов, в свободной полости камеры сгорания размещены компрессор с воздухосборникЬми электромотор для запуска, размеры двигателя определены внешним корпусом камеры сгорания.В отличие от (1 1, где реактивная турбина в виде отдельных камер сгорания с соплами выполняет полезную работу, вращая компрессор, но не влияет на эффективность основного двигателя, и (2), где свободно вращающаяся камера сгорания создает условия для повышения теплонапряженности, но энергия ее вращения двигателем не используется, в предложенном варианте вращающаяся камера благодаря сочетанию с активными ступенями турбины выполняет полезную работу и повышает эффективность двигателя за счет центробежного сжатия газов и отбора "излишней" тепло- напряженности,На фиг.1 схематично показан предлагаемый двигатель; на фиг.2 - разрез А-А на .фиг,1,Газотурбинный двигатель содержит камеру сгорания с внешним корпусом 1 и реактивными соплами 2. Рабочие лопатки 3 активных ступеней закреплены на периферии вентиляторов 4, Редуктор 5 передает вращение первой активной ступени турбины центробежному компрессору 6, лопаточный диффузор 7 которого установлен на неподвижной стойке 8. К этой же стойке и к неподвижному валу 14 крепится статор электромотора (генератора) 9 и теплоизолятор 13. Шине 10 для принудительной подачи и предварительного нагрева воздуха установлен на внутреннем корпусе камеры сгорания, Топливные форсунки 11 и спирали 12 зажигания установлены на валу 14 между воздухосборником компрессора и собственно камерой сгорания, Штуцер 15 для подачи топлива из бака установлен в торце вала 14, Шкив 16 ременной(или иной) передачи жестко соединен через вентилятор 4 и рабочие лопатки 3 с внешним корпусом 1 камеры сгорания, Оси двигателя (неподвижный вал 14 и ось вращения камеры сгорания) укреплены на крепежных стойках 17.Запуск двигателя осуществляется электромотором 9, питаемым аккумуляторной батареей. Вращение ротора электромоторанепосредственно передается крыльчатке .компрессора 6. С включением электромото ра подается ток на спирали 12 зажигания, Послетого, как компрессором создано некоторое давление и камера начала вращаться под действием реактивной силы выходящего из сопл 2 сжатого воздуха; в камеру сгорания подается топливо. Центробежными силами топливо распыляется (пленочное распыление), испаряется и, сгорая, устремляется вместе с поступающим от компрессо 10 ра воздухом к соплам 2. По достижении устойчивого. горения и вращения турбины спирали 12 отключаются, электромотор 9 становится генератором, так как вращение крыльчатки компрессора теперь обеспечи 15 вается через редуктор 5 первой ступенью турбины. Вторая активная ступень турбины,работающая в паре с реактивной ступенью, через шкив 16 передает механическую энергию внешнему потребителю, Топливо в фордавлением через штуцер 15 и металлическую трубку в канале неподвижного вала 14. Этот же (или такой же) канал используется для размещения электропроводки от акку 25 мулятора к электромотору 9 и спиралям 12 зажйгания.Предложенная конструкция двигателя компактна (из-за совмещения узлов) и может быть применена вместо поршневых ДВС. В закрытом варианте исполнения (рабочее тело - водород)без особых изменений в ней может быть использована, кроме химической, как солнечная энергия (внешний корпус 1 камеры - абсорбер в фокусе гелио 30 концентратора), так и ядерная (на месте 35 спиралей 12 размещаются капсулы с радиоизотопным горючим), Простая форма камеры сгорания позволяет покрыть внутреннюю полость и сопла термостойким материалом (например, керамикой) и 40 сократить потери тепла с ее внешнего корпуса. Формула изобретения Газотурбинный двигатель, содержащий двухступенчатый вентилятор, компрессор с ротором, камеру сгорания с наружным и внутренним корпусами и форсункой, турбину с сопловыми рабочими лопатками и выхлопное устройство, о т л и ч а ю щ и й с я 50 тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения эффективности работы, двигатель снабжен стартер-генератором, рабочие лопатки турбины расположены на периферии соответствующих ступеней вентилятора, камера сгорания снабжена шнеком, закрепленным на ее внутреннем корпусе, расположена по периферии двигателя, ее наружный и внутренний корпуса закреплены на роторе с воэможностью вращения и соединены с сопловыми лопатками 20 сунки 11 подается насосом или под1787200 турбины, причем внутренний корпус камеры сгорания установлен с образованием по 2 Составитель И.ДмитрТехред М,Моргентал оРРектоР Р.Густи едакт ков Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 но-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 роизводс Заказ 269 ВНИИПИ Госуда ласти, а компрессор и стартер-генератор установлены в последней.