RU1045686C

RU1045686C - By-pass engine

Info

Publication number: RU1045686C
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Шевцов
Original assignee: В.Ф. Шевцов
Priority date: 1981-10-26
Filing date: 1981-10-26
Publication date: 1994-09-15

Description

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к авиационным двухконтурным турбореактивным двигателям. The invention relates to engine building, in particular to aircraft dual-circuit turbojet engines.

Известен двухконтурный турбореактивный двигатель, содержащий установленный на входе контуров вентилятор и последовательно расположенные во внутреннем контуре компрессор, камеру поршня и турбину, расположенный в наружном контуре теплообменник. A two-circuit turbojet engine is known, which comprises a fan installed at the input of the circuits and a compressor, a piston chamber and a turbine located in the external circuit in series with the heat exchanger.

Недостатками данного двигателя являются недостаточно высокие КПД и мощность. The disadvantages of this engine are not high enough efficiency and power.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является двухконтурный турбореактивный двигатель преимущественно с большой степенью двухконтурности, содержащий установленный на входе контуров вентилятор и последовательно расположенные во внутреннем контуре компрессор, камеру сгорания и турбину, выход которой подсоединен по охлаждаемой среде к входу теплообменника, расположенного в наружном контуре двигателя. The closest technical solution to the proposed one is a dual-circuit turbojet engine, mainly with a large bypass ratio, containing a fan installed at the input of the circuits and sequentially located in the internal circuit of the compressor, a combustion chamber and a turbine, the output of which is connected via a cooled medium to the input of the heat exchanger located in the external circuit of the engine .

Недостатками этого двигателя также являются недостаточно высокие КПД и мощность. The disadvantages of this engine are also not high enough efficiency and power.

Целью изобретения является повышение КПД и мощности. The aim of the invention is to increase efficiency and power.

Указанная цель достигается тем, что двухконтурный турбореактивный двигатель преимущественно с большой степенью двухконтурности, содеpжащий установленный на входе контуров вентилятор и последовательно расположенные во внутреннем контуре компрессор, камеру сгорания и турбину, выход которой подсоединен по охлаждаемой среде к входу теплообменника, расположенного в наружном контуре двигателя, снабжен размещенным в нижней части наружного контура сборником конденсата и последовательно расположенными за турбиной газификатором, связанным по нагреваемой среде с камерой сгорания, и подогревателем воды, снабженным форсунками, введенными в газификатор, и подсоединенными по сконденсированной среде при помощи магистрали с насосом к сборнику конденсата, а выход охлаждаемой среды теплообменника расположен непосредственно за вентилятором. This goal is achieved by the fact that the dual-circuit turbojet engine is predominantly with a large bypass ratio, comprising a fan installed at the input of the circuits and a compressor sequentially located in the internal circuit, a combustion chamber and a turbine, the output of which is connected via a cooled medium to the input of the heat exchanger located in the external circuit of the engine, equipped with a condensate collector located in the lower part of the outer circuit and sequentially located behind the gasifier turbine, connected of heating medium to the combustion chamber, and a water heater provided with nozzles, introduced into the gasifier, and connected by the condensed medium via line pump with a condensate collection and discharge of the cooling medium of the heat exchanger is located directly behind the fan.

На чертеже изображен двухконтурный турбореактивный двигатель, поперечный разрез. The drawing shows a dual-circuit turbojet engine, a cross section.

Двухконтурный турбореактивный двигатель содержит установленные на входе внутреннего и наружного контуров 1 и 2 вентилятор 3 и последовательно расположенные во внутреннем контуре 1 компрессор 4, камеру 5 сгорания и турбину 6. Выход турбины 6 подсоединен по охлаждаемой среде к входу теплообменника 7, расположенного в наружном контуре 2 двигателя. За турбиной 6 последовательно расположены газификатор 8, связанный по нагреваемой среде с камерой 5 сгорания, и подогреватель 9 воды. Подогреватель 9 воды снабжен форсунками 10, которые введены в газификатор 8 и подсоединены по сконденсированной среде при помощи магистрали 11 с насосом 12 к сборнику 13 конденсата, размещенному в нижней части наружного контура 2. Наружный контур 2 заканчивается соплом 14. The turbofan engine contains a fan 3 installed at the input of the internal and external circuits 1 and 2 and a compressor 4, a combustion chamber 5 and a turbine 6 sequentially located in the internal circuit 1; the turbine outlet 6 is connected via a cooled medium to the inlet of the heat exchanger 7 located in the external circuit 2 engine. Behind the turbine 6, a gasifier 8 is arranged in series, connected in a heated medium to the combustion chamber 5, and a water heater 9. The water heater 9 is equipped with nozzles 10, which are introduced into the gasifier 8 and connected via a condensed medium via a line 11 with a pump 12 to the condensate collector 13 located at the bottom of the outer circuit 2. The outer circuit 2 ends with a nozzle 14.

Двигатель работает следующим образом. Атмосферный воздух предварительно сжимается за счет скоростного напора в воздухозаборнике (на чертеже не изображен) двигателя и поступает на вентилятор 3. Дополнительно сжатый вентилятором 3 воздух частично поступает в компрессор 4 внутреннего контура 1, а основная его масса - в наружный контур 2 двигателя, проходит по каналам в теплообменник 7 и после подогрева в них расширяется в сопле 14, создавая реактивную тягу. Часть воздуха, поступающая в компрессор 4, сжимается в нем и подается в камеру 5 сгорания, где происходит горение практически при стехиометрическом соотношении воздуха и топлива. В смесительную часть камеры 5 сгорания одновременно подаются насыщенные пары воды. Смешение паров воды с продуктами горения увеличивает общее теплосодержание газов перед расширением их и одновременно примерно на 800-1000^оС снижает температуру смеси паров воды и продуктов горения. Далее смесь газов поступает в турбину 6, газификатор 8 и подогреватель 9 воды. При этом давление смеси падает практически до давления воздуха за вентилятором 3, а температура - до температуры конденсации паров воды. Из подогревателя 9 воды выхлопные газы проходят в теплообменник 7, где большая часть паров воды в выхлопных газах конденсируется, стекает в нижнюю часть наружного контура 2 и через сборник 13 конденсата по магистрали 11 подается на насос 12, который повышает давление воды до давления, большего давления воздуха за компрессором 4, прокачивает воду через подогреватель 9 воды, и через форсунки 10 вода впрыскивается в газификатор 8, откуда пары воды поступают в камеру 5 сгорания.The engine operates as follows. Atmospheric air is precompressed due to the high-speed pressure in the air intake (not shown in the drawing) of the engine and enters the fan 3. Additionally, the air compressed by the fan 3 partially enters the compressor 4 of the internal circuit 1, and its main mass passes to the external circuit 2 of the engine, passes through the channels in the heat exchanger 7 and after heating in them expands in the nozzle 14, creating a jet thrust. Part of the air entering the compressor 4 is compressed in it and fed into the combustion chamber 5, where combustion occurs at almost the stoichiometric ratio of air and fuel. Saturated water vapor is simultaneously supplied to the mixing part of the combustion chamber 5. Mixing water vapor with combustion products increases the total heat content of the gases prior to their expansion and simultaneously about 800-1000 ^{° C} lowers the temperature of the mixture of water vapor and combustion products. Next, the gas mixture enters the turbine 6, gasifier 8 and water heater 9. In this case, the pressure of the mixture drops almost to the air pressure behind the fan 3, and the temperature to the temperature of condensation of water vapor. From the water heater 9, the exhaust gases pass into the heat exchanger 7, where most of the water vapor in the exhaust gases condenses, flows into the lower part of the outer circuit 2 and is fed to the pump 12 through the condensate collector 13 via line 11, which increases the water pressure to a pressure that is higher air behind the compressor 4, pumps water through the water heater 9, and through the nozzles 10, water is injected into the gasifier 8, from where water vapor enters the combustion chamber 5.

В связи с тем, что авиационное топливо содержит 13-15% водорода, при сгорании которого образуются пары воды, КПД теплообменника должен быть не менее 84% , тогда отпадает необходимость иметь запасы воды на борту самолета. Due to the fact that aviation fuel contains 13-15% hydrogen, during the combustion of which water vapor is formed, the heat exchanger efficiency must be at least 84%, then there is no need to have water reserves on board the aircraft.

Такое выполнение двигателя позволит повысить его КПД и мощность. This embodiment of the engine will increase its efficiency and power.

Claims

A TWO-CIRCULAR TURBORETIVE ENGINE is predominantly with a large bypass ratio, comprising a fan installed at the input of the circuits and sequentially arranged in the internal circuit of the compressor, a combustion chamber and a turbine, the output of which is connected via a cooled medium to the input of the heat exchanger located in the external circuit of the engine, characterized in that, with In order to increase efficiency and power, it is equipped with a condensate collector located in the lower part of the external circuit and sequentially located behind the turbine zifikatorom connected by a heated medium with the combustion chamber and the water heater provided with nozzles, introduced into the gasifier, and connected by the condensed medium via line pump with a condensate collection and discharge of the cooling medium of the heat exchanger is located directly behind the fan.