RU1831577C - Газотурбинный двигатель - Google Patents

Abstract

Использование: в транспортных машинах: самолетах, автомобил х, тепловозах, судах, тракторах и подвижных электростанци х . Сущность изобретени : газотурбинный двигатель содержит два диска, установленные с возможностью вращени  в противоположных направлени х и имеющих компрессорные и турбинные выполненные коробчатой U-образной формы лопатки. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области энергетического машиностроени , преимущественно может быть использовано в транспортных машинах: самолетах, автомобил х , тепловозах, судах, тракторах и подвижных электростанци х.

Целью изобретени   вл етс  значительное улучшение весовой, габаритной, экономической характеристик и надежности двигател .

Указанна  цель достигаетс  тем, что двигатель, содержащий кожух, вал с установленными на нем двум  роторными дисками с размещенными на них компрессорными и турбинными лопатками, камеру сгорани  топливную емкость с выходным патрубком и форсунками, при этом турбинные лопатки на каждом диске расположены над компрессорными, а между кожухом и дисками выполнена кольцева  полость дл  подвода охлаждающего воздуха, снабжен системой автоматического замкнутого одноконтурного охлаждени  с возвратом тепла охлаждени  рабочему газу, причем диски в местах расположени  турбинных лопаток выполнены конусообразной формы, а турбинные и компрессорные рабоченап- равл ющие лопатки размещены с соответствующими лабиринтными уплотнени ми на внутренних противоположных боковых поверхност х дисков с возможностью вращени  дисков в противоположные стороны. Кроме того, турбинные лопатки выполнены коробчатыми U-образной формы, камера сгорани  выполнена вращающейс  кольцевой , дл  чего она жестко закреплена входным и выходным фланцами на одном из дисков, а в вале и диске, прилежащем к камере сгорани , выполнены соответственно кольцевые сообщающиес  осевой и радиальные каналы, первый из которых соединен с выходным патрубком топливной емкости с помощью сальникового уплотнени , а последние жестко соединены с форсунками камеры сгорани . Двигатель снабжен радиальными центробежными вену

И

00

00

ел

VI

VI

W

тил ционными лопатками, закрепленными на внешних поверхност х обоих роторных дисков. Камера сгорани  может быть выполнена и невращающейс , а турбина иметь кольцевой диффузор, при этом как камера сгорани , так и диффузор в зонах соединений с дисками снабжаютс  лабиринтными уплотнени ми.

К существенным отличительным признакам относ тс  следующие. Выполненные в вале осевой, а в диске радиальные каналы совмещение служат топливопровода ми, топливоподогревателем и топливным центробежным насосом. Жестко закрепленна  на диске камера сгорани  становитс  вращающейс , в результате чего исключаетс  необходимость иметь лабиринтные уплотнени  в зонах ее соединени  с диском, при этом она совмещение служит как механическим смесителем воздуха с продуктами сгорани , так и воздушным самоохладителем . Закрепленные на внешних боковых поверхност х обоих роторных дисках радиальные центробежные вентил ционные лопатки, совместно с роторными дисками служат вентил торами дл  воздушного охлаждени  стенок роторных дисков и камеры сгорани .

К другим преимуществам изобретени  относитс  следующее.

Осуществление противоположного вращени  роторных дисков, при котором все лопатки турбины и компрессора по выполн емой ими функции станов тс  рабоченап- равл ющими, в результате чего расчетное количество лопаток и соответственно размеры и вес роторных дисков уменьшаютс  примерно в двое, кроме Torot противоположное вращение роторов улучшает т говую характеристику такого двигател , позвол ющую исключить необходимость иметь в транспортном двигателе самосто тельную коробку перемены передач при за- мене ее простой механической св зью дисков, что также улучшает в т говом двигателе его весовую, габаритную и экономическую характеристики. Кроме того, выполнение дисков конусообразными, а турбинных лопаток коробчатыми У-образ- ными обеспечивает без каких-либо добавочных устройств и деталей, а также и без затрат энергии осуществление автоматической замкнутой одноконтурной системы охлаждени  и нагрева лопаток высококип щим хладагентом с полным возвратом тепла охлаждени  рабочему газу, что обеспечивает не только еще большую надежность и улучшение весовой, габаритной характеристик двигател , но и значительное повышение температуры газа перед турбиной и соответствующее повышение экономичности двигател . Устройство же диффузора за турбиной не только увеличивает мощностной КПД турбины, но он совмещено может служить и глушитилем шума выпускного газа.

. На чертеже изображен общий вид газотурбинного двигател  в разрезе.

Двигатель содержит противоположного

вращени  роторные диски 1 и 2 конусообразной формы, снабженные как коробчатымиU-образными рабоченаправл ющими турбинными лопатками 3, охлаждаемыми и подогреваемыми высококип щим хладаген5 том, наход щимс  во врем  работы в жидкостном состо нии 4 и парообразном состо нии 5, так и компрессорными центробежными рабоченаправл ющими лопатками б, а также вентил ционными лопатками

0 7 и входными компрессорными лопатками 9. При этом диск 2 и его вал снабжены кольцевыми сообщающимис  осевым и радиальными каналами, которые совмещение функционально служат топливопроводами ,

5 топливоподогревателем и своебразным центробежным насосом. Камера сгорани  10 своими входным 11 и выходным 12 патрубками (при выполнении ее вращающейс ) жестко соединена с соответствующими

0 кольцевыми патрубками компрессора и турбины , а при выполнении камеры невращающейс  она в указанных соединительных местах снабжена лабиринтными уплотнени ми . Дл  организации наружно направлен5 ного потока охлаждающего воздуха двигатель снабжен кожухом 13, прикрепленным к корпусам подшипников валов двигател  14. В соединительном месте патрубка топливной емкости и осевого кана0 ла в вале установлено сальниковое уплотнение 15. За турбиной на выходе газа установлен на кожухе двигател  кольцевой диффузор 16, имеющий в соединении с турбиной лабиринтное уплотнение.

5 Фор мула изобретени 

Claims (2)

1. Газотурбинный двигатель, содержащий кожух, вал, установленные на нем с возможностью вращени  в противоположных направлени х два диска с турбинными

0 и размещенными под ними компрессорными лопатками, камеру сгорани , топливную емкость с выходным патрубком и форсунками , выполненную между кожухом и дисками кольцевую полость дл  подвода охлаждаю5 щего воздуха, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, улучшени  весовой габаритной и экономической характеристик двигател  при использовании высококип щего хладагента, он снабжен сальниковым уплотнением, системой охлаждени  и подогрева лопаток, диски выполнены конусообразной формы, лопатки размещены на их обращенных друг к другу боковых поверхност х, причем турбинные лопатки выполнены коробчатой U-образной формы, камера сгорани  выполнена кольцевой и жестко закреплена на одном из дисков , а в вале и диске, прилежащем к камере сгорани , выполнены соответственно кольцевые сообщающиес  осевые и радиальные

каналы, первые из которых соединены с выходным патрубком топливной емкости, а последние - с форсунками камеры сгорани , и в зоне соединени  выходного патрубка и осевого канала установлено сальниковое уплотнение.

2. Двигатель по п, 1, 6 т л и ч а ю щ и и с   тем, что он снабжен вентил ционными лопатками , закрепленными на внешних боковых поверхност х обоих дисков.

1$