Газотурбинный двигатель

Газотурбинный двигатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: газотурбодвигателестроение. Сущность изобретения: снижение вредных выбросов в атмосферу путем ступенчатого сжигания топлива. Газотурбинный двигатель снабжен дополнительными предвключенными камерами сгорания и установленными в них впускными и выпускными клапанами, имеющими индивидуальные приводы, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧ Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 02 КЗ/00

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4676626/06 (22) 07.03.89 (46) 23.07.92, Бюл. 3Ф 27 (75) А,У. Аманов (56) Патент Великобритании В 12170706, кл. F 02 С 5/12, опублик. 1968.

Изобретение относится к двигателестроению и газотурбинных двигателей, Известны газотурбинные двигатели со сгоранием при постоянном давлении и газотурбинные двигатели со сгоранием при постоянном объеме, Наиболее близким к предлагаемому является газотурбинный двигатель со сгоранием при постоянном объеме, снабженный впускными и выпускными клапанами с приводами от вала отбора мощности. В нем горючая смесь сжигается в замкнутой камере.

Теоретически при одной и той же величине повышения давления в компрессоре цикл с подводом теплоты при постоянном объеме является экономически более выгодным, чем цикл с подводом теплоты при постоянном давлении, Однако газотурбинные двигатели со сгоранием при постоянном объеме в настоящее время практически не применяются, Это объясняется тем, что в них нет синхронизации открытия и закрытия клапанов для эффективного использования динамики повышения давления турбиной. К тому же в них невозможно осуществить экономичный режим испольэова,, Ж„, 1749522 А1 (54) ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: гаэотурбодвигателестроение. Сущность изобретения: снижение вредных выбросов в атмосферу путем ступенчатого сжигания топлива. Газотурбинный двигатель снабжен дополнительными предвключенными камерами сгорания и установленными в них впускными и выпускными клапанами, имеющими индивидуальные приводы. 1 з,п. ф-лы, 1 ил, I ния горючей смеси, что приводит к увеличению вредных выбросов от неполного сгора- 3 ния и загрязнения окружающей среды.

Целью изобретения является уменьшение вредных выбросов в атмосферу путем ступенчатого сжигания топлива.

Газотурбинный двигатель снабжен до- Я полнительными предвключенными камерами сгорания с установленными в них впускными и выпускными клапанами и циклическими форсунками, причем предвключенные камеры сгорания подсоединены посредством впускных клапанов к выходу из компрессора, а выпускных — к основным камерам сгорания. Для синхронизации работы камер сгорания клапаны снабжены штоками и расположенными на них пружинами с регулируемым натяжением при помощи резьбового соединения и каждый клапан снабжен индивидуальным приводом, выполненным в виде реверсного двигателя, Изобретение дает возможность путем ступенчатого сжигания топлива эффективно использовать бедную горючую смесь с внешним смесеобразованием в камере сгорания с повышенной степенью сжатия, сле1749522 довательна, существенно уменьшаются вредные выбросы а атмосферу, вместе с тем повышается КПД, газотурбинный двигатель может использоваться как в режиме Рconst, так и а экономичном режиме Ч—

const-Р-coriэт.

На чертеже изображена конструктивная схема газотурбинного двигателя.

Газотурбинный двигатель состоит иэ основной камеры 1 сгорания, имеющей на входе впускной автоматический дистанционно регулируемый клапан 2 с направляющей втулкой 3, которая наклонно установлена на подводящем канале 4, Направляющая втулка 3 клапана 2 имеет регулируемую упорную гайку-шестерню 5, предназначенную для регулировки силы пружины 6, связанную с шестереночной осью реверсного электродвигателя 7, В подводящем канале 4 также установлены форсунки непрерывной работы 8 и цикличной работы 9, совместная работа которых характеризует форсажный режим, На выходе основной камеры 1 сгорания установлен

ar:ycêíîé клапан 10, аналогичный впускному клапану 2, íàправляющая втулка которо-. го наклонно установлена в корпусе основной камеры 1 сгорания. К основной камере 1 сгорания состыкована предвключенная камера 11 сгорания с впускным клапаном 12, аналогичным клапану 10, Вход предвключенной камеры 11 сгорания снабжен впускным клапаном, идентичным апускному клапану 2 камеры 1 сгорания, Предвключенная камера 11 сгорания, кроме существующих запальных зажигательных элементов 14,. содержащих форсунки 15 непрерывной работы, имеет дополнительную форсунку 16 для цикличного рабочего процесса двигателя.

Рабочий процесс газотурбинного двигателя. Сила пружины 6 регулируется на минимум, чтобы сила давления компрессора могла приоткрыть клапаны 2, 10, 12 и 13 при помощи реверсных электродвигателей 7, вкручивав упорную гайку-шестерню 5. Компрессором осуществляется продувка предвключенной и основной камер сгорания, разделяя воздух на два потока. Одна часть воздуха, составляющая примерно-25$ от общего расхода воздуха; через автоматический дистанционно регулируемый клапан

13 поступает в предаключенную камеру 11 сгорания, Другая часть воздуха (примерно

75 ) направляется в подводящий канал 4, выполняющий функцию испарителя смесеобразования, В этот момент через форсунку 8 непрерывной работы, устаноаленную в подводящем канале 4, подается опливо. Зажигание

10 осуществляется в камере 11 предвключенного сгорания как обычно зажигательным элементом 14, В основную камеру 1 сгора- . ния поступает с подводящего канала 4 горючая смесь с внешним смесеобразованием через клапан 2 входа и в него же струя мощной хорошо горящей топливовоэдушной смеси из предвключенной камеры 11 сгорания через выпускной клапан 12, тем самым ускоряется интенсивность сгорания, Резкое повышение давления в основной камерв 1 сгорания способствует автоматическому закрытию клапанов 2 и 12 и автоматическому открытию выпускного клапана 10; газовые продукты сгорания высокого давления направляются к турбине для совершения работы.

После вхождения в тепловой режим двигатель переводится в цикличный режим рабочего процесса. Сила пружины 6 регулируется так, чтобы клапаны 10 и 12 начали удерживать давление компрессора и силу давления степени сжатия, форсунки 8 и 15 непрерывного. рабочего процесса выключаются, а форсунки 9 и 16 цикличной работы включаются, заодно включается и холодильная система, Охлажденный, уплотненный в извест-. ных холодильных радиаторах и сжатый компресором воздух разделяется на два потока, как и в пуске.-поступает в предвключенную камеру 11 сгорания и подводящий канал 4. Так как имеются неколько комплек- тов камер сгорания и они работают последовательно в связи с поочередным впрыскиванием топлива от топливных аппаратур зажигания, эа время до последующего апрыска появляется возможйость теплообмена стенок предвключенной камеры 11 сгорания с высокой температурой с низкотемпературным воздухом, а также стенок основной камеры 1 сгорания с высокой температурой с низкотемпературной уплотненной бедной горючей смесью с

45 внешним смесеобразованием, впрыснутой во время газообмена через форсунки 9. Это способствует созданию степени сжатия в предвключенной и основной камер сгора- . ния за счет тепловых энергий предыдущего

50 цикла, Далее впрыском горючего через форсунки 16 в предаключенную камеру сгораHNA осуществляется зажигание и впрыск мощной горючей топливовоздушной смеси а основную камеру 1 сгорания. В основной камере 1 сгорания происходит горение, что приводит к резкому повышению в нем давления и температуры. В дальнейшем процессы открывания и закрывания клапанов 2, 10 и 12 повторяются как и в пуске. Газовые

1749522 продукты сгорания высокого давления направляются к турбине для совершения работы. При этом точкой опоры сил не является компрессор, э замкнутый обьем основной камеры 1 сгорания. В этот момент 5 из-за инерционности происходит газообмен автоматическим открыванием впускных клапанов 2 и 13, Дальнейшие рабочие процессы повторяются аналогично.

Формула изобретения

1. Газотурбинный двигатель, содержащий компрессор, подключенные посредством подводящих каналов к его выходу и расположенные по окружности камеры сго- 15 рания с впускными и выпускными клапанами, турбину, от л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью уменьшения вредных выбросов в

< атмосферу путем ступенчатого сжигания топлива, двигатель снабжен дополнительными предвключенными камерами сгорания с установленными в них впускными и выпускными клапанами и циклическими форсунками, причем предвключенные камеры сгорания подсоединены посредством впускных клапанов к выходу из компрессора, а выпускных — к основным камерам сгорания.

2. Двигатель по и. 1, о т л и ч э ю щ и йс я тем, что, с целью синхронизации работы камер сгорания, клапаны снабжены штоками и расположенными нэ них пружинами с регулируемым натяжением прйпомощи резьбового соединения и каждый клапан снабжен индивидуальным приводом, выполненным в виде реверсивного двигателя;

1749522

Составитель А, Аманов

Техред М,Моргентал Корректор 3 Лончакова

Редактор И. Шулла

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2578 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5