RU2314430C1

RU2314430C1 - Gas-turbine engine

Info

Publication number: RU2314430C1
Application number: RU2006122317/06A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Весенгириев (RU); Михаил Иванович Весенгириев
Original assignee: Михаил Иванович Весенгириев
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2008-01-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering; gas-turbine engines.

SUBSTANCE: proposed gas-turbine engine has body with sealed compressor suction, combustion chamber with fire tube with burning zone, mixing zone, system of delivery and spraying of electrolyte (water solution of electrolyte) through nozzle with cavitator to compressor suction, igniter and turbine. Igniter is made in form of arc electrodes installed in combustion chamber with possibility of supplying direct current, striking and blowing out of arc, dissociating, ionization, igniting and turning vapors of electrolyte passing through zone of arc burning into plasma. One electrodes is made for displacement at striking of arc, and the other is made conical and provided with conical channel.

EFFECT: increased efficiency of engine.

2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к газотурбинным двигателям, и может быть использовано в двигателях различного назначения.The invention relates to mechanical engineering, in particular to gas turbine engines, and can be used in engines for various purposes.

Известен газотурбинный двигатель, содержащий корпус, компрессор, камеру сгорания, воспламенительное устройство, систему подачи нефтяного топлива и турбину.A gas turbine engine is known, comprising a housing, a compressor, a combustion chamber, an igniter, an oil fuel supply system and a turbine.

(А.с. СССР № 1329280, F 02 K 3/00, 30.04.1992 г.) [1].(USSR AS No. 1329280, F 02 K 3/00, 04/30/1992) [1].

Недостатками известного газотурбинного двигателя являются высокие расходы на нефтяное топливо и токсичный выхлоп.The disadvantages of the known gas turbine engine are the high costs of fuel oil and toxic exhaust.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является газотурбинный двигатель, содержащий корпус с герметизированным всасом компрессора и выполненным в нем электролизером, камеру сгорания с жаровой трубой, имеющей зону горения, зону смешения, систему подачи и распыления водного раствора электролита, через форсунку с кавитатором на всас компрессора, воспламенительное устройство и турбину.Closest to the proposed invention is a gas turbine engine, comprising a housing with a sealed compressor inlet and an electrolyzer made therein, a combustion chamber with a flame tube having a combustion zone, a mixing zone, an aqueous electrolyte solution supply and atomization system, through a nozzle with a cavitator to the compressor inlet, igniter and turbine.

(Весенгириев М.И. Зальем водой и закроем крышкой. Журнал "Изобретатель и рационализатор", № 6, 2006 г., стр.7) [2].(MI Vesengiriev, Pour water and close the lid. Magazine "Inventor and Rationalizer", No. 6, 2006, p. 7) [2].

Недостатком ближайшего аналога является низкая эффективность работы электролизера и воспламенительного устройства.The disadvantage of the closest analogue is the low efficiency of the electrolyzer and the igniter device.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении эффективных показателей двигателя.The technical problem solved by the invention is to increase the effective performance of the engine.

Поставленная задача решается тем, что в газотурбинном двигателе, содержащем корпус с герметизированным всасом компрессора, камеру сгорания с жаровой трубой, имеющей зону горения, зону смешения, систему подачи и распыления электролита (водного раствора электролита), через форсунку с кавитатором, например, выполненным в виде местного сужения ее канала на всас компрессора, воспламенительное устройство и турбину. Воспламенительное устройство выполнено в виде электродов вольтовой (электрической) дуги, электроды которой с возможностью подачи на них регулируемого, например, блоком управления постоянного тока, например, от бортовой электросети, зажигания и тушения вольтовой дуги и с возможностью диссоциации, ионизации, воспламенения и превращения в плазму проходящих через зону горения вольтовой дуги паров электролита, установлены в камере сгорания. При этом один из электродов может быть выполнен перемещаемым, например, электромагнитным клапаном при зажигании вольтовой дуги, другой может быть выполнен конической формы и с конусным каналом.The problem is solved in that in a gas turbine engine containing a housing with a sealed compressor inlet, a combustion chamber with a flame tube having a combustion zone, a mixing zone, an electrolyte (aqueous electrolyte) supply and atomization system, through a nozzle with a cavitator, for example, made in as a local narrowing of its channel to the compressor inlet, igniter and turbine. The ignition device is made in the form of electrodes of a volt (electric) arc, the electrodes of which are capable of supplying a regulated current, for example, by a DC control unit, for example, from the on-board power supply, ignition and extinction of the volt arc and with the possibility of dissociation, ionization, ignition and transformation into plasma of electrolyte vapor passing through the combustion zone of the volt arc is installed in the combustion chamber. In this case, one of the electrodes can be made by a movable, for example, electromagnetic valve when igniting a volt arc, the other can be made conical in shape and with a conical channel.

Сущность изобретения показана на чертеже.The invention is shown in the drawing.

Пример выполнения предлагаемого решения.An example of the implementation of the proposed solution.

Газотурбинный двигатель содержит корпус 1 с герметизированным всасом 2 компрессора 3, камеру сгорания 4 с жаровой трубой, имеющей зону горения и зону смешения 5, систему подачи и распыления электролита (водного раствора электролита), через форсунку 6, выполненную с кавитатором, например, в виде местного сужения ее канала (не показано) на всас компрессора, и турбину 7. Воспламенительное устройство, выполненное в виде электродов 8 и 9 вольтовой (электрической) дуги, электроды которой с возможностью подачи на них регулируемого, например, блоком управления (не показано) постоянного тока, например, от бортовой электросети (не показано), зажигания и тушения вольтовой дуги и с возможностью диссоциации, ионизации и превращения в плазму проходящих через зону горения 10 вольтовой дуги паров электролита, установлены в камере сгорания. При этом один из электродов выполнен перемещаемым, например, электромагнитным клапаном 11 при зажигании вольтовой дуги, другой выполнен конической формы и с конусным каналом 12.The gas turbine engine comprises a housing 1 with a sealed inlet 2 of the compressor 3, a combustion chamber 4 with a flame tube having a combustion zone and a mixing zone 5, a feed and atomization system of an electrolyte (aqueous electrolyte solution), through a nozzle 6 made with a cavitator, for example, in the form local narrowing of its channel (not shown) to the compressor inlet, and turbine 7. An ignition device made in the form of electrodes 8 and 9 of a volt (electric) arc, the electrodes of which can be regulated, for example, by a control unit detecting (not shown) of the DC, for example, from the onboard power supply (not shown), ignition and extinguishing the voltaic arc and the chance of dissociation, ionization, and conversion into the plasma flowing through the combustion zone 10 electric arc electrolyte vapors are installed in the combustion chamber. In this case, one of the electrodes is made by a movable, for example, electromagnetic valve 11 when igniting a volt arc, the other is made of a conical shape and with a conical channel 12.

Газотурбинный двигатель работает следующим образом.The gas turbine engine operates as follows.

Для пуска двигателя пусковым устройством раскручивают его вал и на электроды 8 и 9 вольтовой дуги подают регулируемый, например, блоком управления постоянный ток, например, силой 3-4 А. Работой компрессора 3 на его всасе 2 создается разрежение, куда, через форсунку 6 с кавитатором, например, под управлением блока управления, подают и распыляют электролит, например, водный раствор едкого калия. В кавитаторе форсунки 6 за счет кавитации приводит к не опасной для компрессора 3 диссоциации части воды, к ионизации и к тончайшему распылению капелек электролита, что существенно снижает энерго затраты при дальнейшем ее разложении и сжигании в камере сгорания 4. Затем, благодаря разрежению перед компрессором в корпусе 1, распыленный электролит превращается в пар и с повышением температуры, например до 200°С, сжимается компрессором 3, и с давлением за компрессором подается в камеру сгорания 4. Кратковременным включением электромагнитного клапана 11, подвижным электродом 8 прикасаются к электроду 9 - в его конусном канале 12 и в зоне горения 10 зажигают вольтовую дугу. Ионизированный и частично диссоциированный кавитатором пар электролита, под давлением за компрессором, проходит через зону горения 10 вольтовой дуги, где диссоциирует, ионизируется, воспламеняется и, превращаясь в плазму, поступает в зону смешения 5. В зоне смешения 5 камеры сгорания 4 продукты горения нормализуются смешением с поступающим сюда от компрессора 3 паром электролита. Далее рабочее тело в виде паро-газовой смеси поступает на турбину 7, совершает работу и выкидывается в атмосферу. Для остановки двигателя отключают питание вольтовой дуги и прекращают подачу электролита на всас компрессора.To start the engine, the starter is untwisted by the starter, and a constant current, for example, a control unit, for example, with a force of 3-4 A, is supplied to the electrodes 8 and 9 of the volt arc, with the operation of the compressor 3 at its inlet 2, a vacuum is created, where, through the nozzle 6 s cavitator, for example, under the control of the control unit, feed and spray electrolyte, for example, an aqueous solution of potassium hydroxide. Due to cavitation, the nozzle 6 in the cavitator leads to dissociation of a part of water that is not dangerous for compressor 3, to ionization and to finest atomization of electrolyte droplets, which significantly reduces energy costs during its further decomposition and burning in the combustion chamber 4. Then, due to rarefaction in front of the compressor, case 1, the atomized electrolyte turns into steam and, with increasing temperature, for example, up to 200 ° C, is compressed by compressor 3, and with pressure behind the compressor is supplied to the combustion chamber 4. By briefly turning on the electromagnetic switch Apana 11, the moving electrode 8 touch the electrode 9 - in its conical channel 12 and in the combustion zone 10 ignite a volt arc. Ionized and partially dissociated by the cavitator, the electrolyte vapor, under pressure behind the compressor, passes through the combustion zone of the 10 volt arc, where it dissociates, ionizes, ignites and, turning into a plasma, enters the mixing zone 5. In the mixing zone 5 of the combustion chamber 4, the combustion products are normalized by mixing with 3 electrolyte steam coming here from the compressor. Next, the working fluid in the form of a vapor-gas mixture enters the turbine 7, does the work and is thrown out into the atmosphere. To stop the engine, turn off the power of the volt arc and stop the supply of electrolyte to the compressor inlet.

Наличие кавитатора у форсунки 6 и работа вольтовой дуги существенно повышают эффективность предлагаемого двигателя. Найдет применение в двигателях различного назначения.The presence of the cavitator at the nozzle 6 and the operation of the volt arc significantly increase the efficiency of the proposed engine. Will find application in engines for various purposes.

Claims

1. A gas turbine engine comprising a housing with a sealed compressor inlet, a combustion chamber with a flame tube having a combustion zone, a mixing zone, an electrolyte supply and atomization system (aqueous electrolyte solution), through a nozzle with a cavitator to the compressor inlet, an ignition device and a turbine the fact that the igniter is made in the form of electrodes of a volt (electric) arc, the electrodes of which are capable of supplying direct current to them, igniting and extinguishing the volt arc, and with Stu dissociation, ionization, and turning the ignition in the plasma passing through the electric arc burning zone electrolyte vapors are installed in the combustion chamber.

2. The engine according to claim 1, characterized in that one of the electrodes is movable when igniting a volt arc, the other is conical in shape and with a conical channel.