Эжекторная система охлаждения масла в энергетической установке

Эжекторная система охлаждения масла в энергетической установке

Реферат

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к разработке энергоустановок с охлаждением масла в замкнутой циркуляционной системе, что характерно для авиационных газотурбинных двигателей.

Газотурбинные энергоустановки находят все более широкое применение в современной авиации, в том числе из-за все возрастающей потребности в выработке электроэнергии на борту летательных аппаратов (для «электрических» самолетов). Электрогенераторы имеют масляное охлаждение.

Решение проблемы сброса тепла в количестве 20…60 кВт с применением воздушно-масляных теплообменников и продувкой от вентиляторов с напорностью 4000…7000 Па является достаточно затратным (по потребным мощностям и габаритам вентиляторов). Вторая проблема - существенное снижение напорности и расхода в высотных условиях эксплуатации (H>8000 м). Кроме вышеуказанного следует учесть, что вентилятор является устройством повышенной опасности из-за наличия в конструкции узла с высокой кинетической энергией (лопасти вентилятора в случае их обрыва).

Возможным решением вышеназванных проблем является применение эжекторной системы охлаждения, которая характеризуется меньшей зависимостью от высотности эксплуатации, компактностью, отсутствием вращающихся роторов, эффективностью.

Эжекторные устройства широко используются в авиационных изделиях, например в соплах газотурбинных двигателей для увеличения тяги.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является система масляного охлаждения для вспомогательного авиационного двигателя по патенту RU 2131380. Эжектор находится вблизи входа в выхлопное сопло, куда поступает газ из сопла двигателя. Выходное сечение сопла - в основании хвостовой части самолета.

Из патента RU 2131380 видно, что схема конструктивно привязана к конкретному месту на борту летательного аппарата (в хвостовой части самолета), а также существует необходимость наличия воздуховпускного отверстия с диффузором.

В основе изобретения лежит задача создания автономной эжекторной системы охлаждения масла, которая конструктивно независима от условий расположения в отсеке летательного аппарата, максимального использования поверхности контура двигательного сопла для увеличения эффекта эжекции. При этом эжекторная система охлаждения масла является компактной.

Поставленная задача решается тем, что в эжекторной системе охлаждения масла применено шевронное сопло с умеренной конфузорностью для увеличения коэффициента эжекции с прокачкой охлаждающего воздуха через воздушно-масляные радиаторы, установленные на трапециевидном патрубке.

Преимущество изобретения состоит в том, что конструкция независима от места расположения в отсеке летательного аппарата. Эффективность эжекторной системы достигается использованием шевронного сопла с умеренной конфузорностью и патрубка воздушно-масляного радиатора трапециевидной формы, что приводит к снижению аэродинамического сопротивления и дает возможность максимального использования контура двигательного шевронного сопла для увеличения эффекта эжекции.

Пример выполнения изобретения схематично изображен на чертежах, где

на фигуре 1 показана функциональная схема эжекторной системы охлаждения масла,

на фигуре 2 показан вид эжекторной системы со стороны сопла.

Эжекторная система охлаждения масла состоит из шевронного сопла 2, соединенного с выходом из турбины 1, оболочки наружного контура 3, трапециевидного патрубка 6 с фланцем крепления воздушно-масляного радиатора 4 и камеры смешения 5 воздушного потока охлажденного воздуха струей горячих газов.

Эжекторная система охлаждения масла работает по принципу струйного насоса за счет использования кинетической энергии струи выхлопных газов, проходящих через шевронное сопло для создания всасывающего потока охлаждающего воздуха через воздушно-масляные радиаторы с последующим смешением с потоком горячих газов в камере смешения.

Эжекторная система охлаждения масла в энергетической установке, содержащая шевронное сопло, соединенное с выходом из турбины, через которое проходит струя выхлопных газов, и патрубок воздушно-масляного радиатора трапециевидной формы.