RU2463464C1 - Gas turbine engine - Google Patents
Gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2463464C1 RU2463464C1 RU2011111110/06A RU2011111110A RU2463464C1 RU 2463464 C1 RU2463464 C1 RU 2463464C1 RU 2011111110/06 A RU2011111110/06 A RU 2011111110/06A RU 2011111110 A RU2011111110 A RU 2011111110A RU 2463464 C1 RU2463464 C1 RU 2463464C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- turbine
- shaft
- engine
- housing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Представленное в данном описании техническое решение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к роторным двигателям, роторы которых имеют камеры сгорания постоянного объема, при этом такие двигатели функционально и конструктивно сопряжены с газовыми турбинами, а также с компрессорами, рабочие полости которых, как правило, через смесители рабочей смеси сообщены с рабочими камерами ротора.The technical solution presented in this description relates to internal combustion engines, in particular to rotary engines whose rotors have constant-volume combustion chambers, while such engines are functionally and constructively coupled to gas turbines, as well as to compressors, the working cavities of which, as a rule, through mixers of the working mixture communicated with the working chambers of the rotor.
Известны газотурбинные установки, каждая из которых содержит корпус с камерами сгорания, турбину и компрессор, при этом последний через смеситель рабочей смеси сообщен с камерами сгорания, которые сообщены с полостью турбины, в которой расположены ее лопатки, а вал компрессора соединен с валом турбины («Газотурбинные установки со сгоранием при постоянном объеме», Г.В.Жирицкий, «Установки со сгоранием при постоянном объеме», «Государственное энергетическое издательство». М.-Л., 1948, с.37.; Я.И.Шнеэ, «Газовые турбины». М.: «Машгиз», 1960, с.11).Gas turbine units are known, each of which contains a housing with combustion chambers, a turbine and a compressor, the latter being connected through the mixer to the combustion chambers that are connected to the turbine cavity in which its blades are located, and the compressor shaft is connected to the turbine shaft (" Gas turbine units with combustion at a constant volume ", G.V. Zhiritsky," Installations with combustion at a constant volume "," State Energy Publishing House. M.-L., 1948, p. 37 .; Ya. I. Schnee, " Gas turbines. ”M.:“ Mashgiz ”, 1960, p.11).
Известны также газотурбинные двигатели, каждый из которых содержит корпус, в корпусе расположен ротор с рабочими камерами, расположенными по окружности ротора, с одной стороны каждая камера имеет отверстие для введения в нее рабочей смеси, с другой стороны камера имеет сопло, расположенное под углом к оси камеры, ротор закреплен на валу, на котором закреплена турбина с лопатками на ее периферии (RU 2147341 C1, опубл. 2000.04.10; RU 2096639 C1, 1997.11.20; RU 2282734 C2, 2006.08.27 и RU 2263805 C2, 2005.11.10).Gas turbine engines are also known, each of which contains a housing, in the housing there is a rotor with working chambers located around the circumference of the rotor, on the one hand each chamber has an opening for introducing the working mixture into it, on the other hand the chamber has a nozzle located at an angle to the axis chambers, the rotor is mounted on a shaft on which a turbine with blades is fixed at its periphery (RU 2147341 C1, publ. 2000.04.10; RU 2096639 C1, 1997.11.20; RU 2282734 C2, 2006.08.27 and RU 2263805 C2, 2005.11.10 )
Аналогичные технические решения представлены в описаниях газотурбинных двигателей GB 569534, US 3899874 и GB 2216956, в каждом из которых в корпусе расположен ротор с рабочими камерами, расположенными по окружности ротора, с одной стороны каждая камера имеет отверстие для введения в нее рабочей смеси, с другой стороны камера имеет выходное отверстие, при этом ротор закреплен на валу, на котором закреплена турбина с лопатками.Similar technical solutions are presented in the descriptions of gas turbine engines GB 569534, US 3899874 and GB 2216956, in each of which a rotor with working chambers located around the circumference of the rotor is located in the housing, on the one hand each chamber has an opening for introducing the working mixture into it, on the other the side of the chamber has an outlet, and the rotor is mounted on a shaft on which a turbine with blades is mounted.
В известных газотурбинных двигателях значительная часть мощности затрачивается на механические потери, которые связаны с преобразованием энергии газов в крутящий момент на валу двигателя, при этом имеющиеся в известных решениях средства преобразования энергии существенно усложняют конструкцию двигателей.In known gas turbine engines, a significant part of the power is spent on mechanical losses that are associated with the conversion of gas energy into torque on the engine shaft, while the energy conversion means available in the known solutions significantly complicate the design of the engines.
Близким техническим решением к данному изобретению является газотурбинный двигатель, содержащий расположенные в корпусе ротор с камерами сгорания и турбину, которые установлены на одном валу, камеры сгорания расположены по окружности ротора и каждая из них имеет на одной стороне отверстие для подачи в нее рабочей смеси, а на другой стороне - сопло, в корпусе между ротором и турбиной установлен связанный с корпусом распределительный диск с окнами, каждое из которых образует канал, сообщающий камеры сгорания ротора с рабочей полостью турбины, в которой расположены ее лопатки (RU 85559 U1, 10.08.2009 и RU 2393363 C, 27.06.2010 одного и того же заявителя).A close technical solution to this invention is a gas turbine engine containing a rotor located in the housing with combustion chambers and a turbine that are mounted on the same shaft, the combustion chambers are located around the circumference of the rotor and each of them has an opening for supplying the working mixture to it, and on the other side there is a nozzle, in the case between the rotor and the turbine there is a distribution disk connected to the case with windows, each of which forms a channel communicating with the combustion chamber of the rotor with the working cavity of the turbine us, in which it has its blades (RU 85559 U1, 10.08.2009 and RU 2393363 C, 27.06.2010 of the same applicant).
В этих технических решениях не в полной мере осуществлено охлаждение двигателя, что отрицательно влияет на надежность его работы, при этом в известном двигателе не раскрыты средства синхронизации работы ротора и турбины, что также отрицательно влияет на надежность двигателя.In these technical solutions, the engine has not been fully cooled, which negatively affects the reliability of its operation, while the known engine does not disclose the means of synchronizing the operation of the rotor and turbine, which also negatively affects the reliability of the engine.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности двигателя.The technical result of the invention is to increase engine reliability.
Указанный технический результат получен газотурбинным двигателем, содержащим расположенные в корпусе ротор с камерами сгорания и турбину, корпус имеет крышку, ротор неподвижно соединен с валом двигателя, а турбина опирается на вал с возможностью ее свободного вращения вокруг вала, турбина установлена в корпусе турбины, ротор установлен в корпусе ротора, корпуса ротора и турбины жестко соединены друг с другом, камеры сгорания ротора расположены по окружности ротора и каждая из них имеет на одной стороне отверстие для подачи в нее рабочей смеси, а на другой стороне - сопло, между ротором и турбиной установлен жестко соединенный с корпусом турбины и корпусом ротора разделительный диск с окнами, каждое из которых образует канал, сообщающий камеры сгорания ротора с рабочей полостью турбины, турбина содержит расположенный вокруг вала барабан и расположенную в барабане полую опору, которая жестко связана с барабаном и установлена на подшипниках на валу двигателя с возможностью ее вращения вокруг вала, крышка корпуса двигателя имеет удлиненную вдоль вала часть и в ней установлен редуктор, вал которого соединен зубчатой передачей с барабаном посредством зубчатого венца, выполненного на конце хвостовой части крышки барабана, а выходной промежуточный вал редуктора имеет средство для соединения этого вала с масляным насосом и компрессором.The specified technical result was obtained by a gas turbine engine containing a rotor with combustion chambers and a turbine located in the housing, the housing has a cover, the rotor is fixedly connected to the engine shaft, and the turbine rests on the shaft with the possibility of its free rotation around the shaft, the turbine is installed in the turbine housing, the rotor is installed in the rotor housing, rotor housing and turbine are rigidly connected to each other, the rotor combustion chambers are located around the circumference of the rotor and each of them has an opening on one side for supplying a working mixture, and on the other side there is a nozzle, between the rotor and the turbine there is installed a separation disk with windows, each of which forms a channel communicating with the combustion chamber of the rotor with the working cavity of the turbine, the turbine contains a drum located around the shaft and located in the drum a hollow support, which is rigidly connected with the drum and mounted on bearings on the motor shaft with the possibility of rotation around the shaft, the cover of the motor housing has an elongated part along the shaft and installed in it n gearbox, which shaft is coupled with the drum gear means of toothing provided on the rear end portion of the drum cover and the output intermediate shaft gear unit having means for connecting the shaft with the oil pump and the compressor.
Между наружной поверхностью барабана и внутренней поверхностью корпуса турбины образована полость для отвода от лопаток турбины отработавшего газа, между внутренней поверхностью барабана и наружной поверхностью полой опоры образована воздушная охлаждающая полость для прохождения через нее охлаждающего воздуха, а в полой опоре образована масляная полость для прохождения через нее масла.A cavity is formed between the outer surface of the drum and the inner surface of the turbine casing for exhaust gas from the turbine blades, an air cooling cavity is formed between the inner surface of the drum and the outer surface of the hollow support to allow cooling air to pass through it, and an oil cavity is formed in the hollow support for passage through it oils.
В разделительном диске выполнены сообщенные между собой охлаждающие водяные радиальные каналы и кольцевой канал, в валу выполнен центральный водяной канал и отходящие от него радиальные каналы, в роторе выполнены окна для охлаждающей воды, кольцевая полость, радиальные каналы и водяная полость, сообщенные между собой и с верхним и нижним каналами в корпусе ротора, служащими для сообщения с насосом подачи воды в двигатель.In the dividing disk, cooling water radial channels and an annular channel connected to each other are made, a central water channel and radial channels extending from it are made in the shaft, windows for cooling water, an annular cavity, radial channels and a water cavity are in communication with each other and with the upper and lower channels in the rotor housing, used to communicate with the pump for supplying water to the engine.
На фиг.1 показан газотурбинный двигатель в продольном разрезе;Figure 1 shows a gas turbine engine in longitudinal section;
на фиг.2 - схема соединения компрессора с двигателем;figure 2 - connection diagram of the compressor with the engine;
на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1;figure 3 is a section aa in figure 1;
на фиг.4 - задняя часть двигателя с трубами отвода газов и охлаждающего воздуха;figure 4 - the rear of the engine with pipes for exhaust gases and cooling air;
на фиг.5 - передняя часть двигателя с трубами для отвода масла;figure 5 - the front of the engine with pipes for drainage of oil;
на фиг.6 - сечение Б-Б на фиг.5;figure 6 is a section bB in figure 5;
на фиг.7 - схема соединения компрессора с двигателем;figure 7 - connection diagram of the compressor with the engine;
на фиг.8 - схема соединения смесителя с двигателем;on Fig - connection diagram of the mixer with the engine;
на фиг.9 - крышка двигателя во взаимодействии с компрессором и смесителем;figure 9 - engine cover in cooperation with a compressor and a mixer;
на фиг.10 - камера сгорания двигателя с направляющим окном в момент рабочего хода (развертка);figure 10 - the combustion chamber of the engine with a guide window at the time of the stroke (scan);
на фиг.11 - положения камеры сгорания в момент ее продувки и запала рабочей смеси (развертка);figure 11 - position of the combustion chamber at the time of its purge and the fuse of the working mixture (scan);
на фиг.12 - сечение В-В на фиг.11;in Fig.12 is a section bb in Fig.11;
на фиг.13 - передняя часть двигателя с элементами системы водяного охлаждения;in Fig.13 - the front of the engine with elements of a water cooling system;
на фиг.14 - сечение Г-Г на фиг 13;on Fig - section GG on Fig 13;
на фиг.15 - схема системы водяного охлаждения двигателя;on Fig is a diagram of a water cooling system of the engine;
на фиг.16 - ротор двигателя в поперечном сечении;in Fig.16 - the rotor of the engine in cross section;
на фиг.17 - ротор в продольном сечении;on Fig - rotor in longitudinal section;
на фиг.18 - разделительный диск двигателя;on Fig - dividing disk of the engine;
на фиг.19 - ротор двигателя, вид сзади;on Fig - engine rotor, rear view;
на фиг.20 - ротор двигателя, вид спереди;Fig.20 is a rotor of the engine, front view;
на фиг.21 - задняя часть передней крышки двигателя;in Fig.21 - the back of the front engine cover;
на фиг.22 - место Д на фиг.18;in Fig.22 - place D in Fig.18;
на фиг.23 - место И на фиг.22;in Fig.23 - the place And in Fig.22;
на фиг.24 - сечение К-К на фиг.23;on Fig - section KK in Fig.23;
на фиг.25 - разделительный диск в поперечном сечении;on Fig - dividing disk in cross section;
на фиг.26 - сечение Л-Л на фиг.25;on Fig - section LL in Fig;
на фиг.27 - схема расположения уплотнительных колец ротора;on Fig - arrangement of the sealing rings of the rotor;
на фиг.28 - ротор двигателя в увеличенном виде;in Fig.28 - the rotor of the engine in an enlarged view;
на фиг.29 - место М на фиг.28;in Fig.29 - place M in Fig.28;
на фиг.30 - разделительный диск и ротор во взаимодействии;on Fig - separation disk and rotor in cooperation;
на фиг.31 - сечение П-П на фиг.30;on Fig - section PP in Fig;
на фиг.32 - развертка ротора с камерами сгорания (левая и правая стороны).on Fig - scan of the rotor with combustion chambers (left and right sides).
Газотурбинный двигатель содержит ротор 1 (фиг.1), параллельно с ротором в корпусе 2 установлена нижеописанная турбина, между ротором и турбиной установлен разделительный диск 3. Ротор расположен в корпусе 4 и закреплен неподвижно на валу 5, на конце которого закреплено зубчатое колесо 6, находящееся в зацеплении с зубчатой шестерней нижеописанного редуктора. Корпус 4, разделительный диск 3 и корпус 2 турбины жестко соединены друг с другом.The gas turbine engine contains a rotor 1 (Fig. 1), the turbine described below is installed in parallel with the rotor in the
Двигатель имеет переднюю крышку 7, жестко соединенную с корпусом 4 ротора. В роторе 1 выполнено множество закрытых крышкой 7 камер 8 сгорания рабочей смеси топлива. Каждая камера 8 при работе двигателя сообщается в заданном порядке с направляющими окнами 9, выполненными в разделительном диске 3. Каждое направляющее окно 9 сообщено с полостью 10, образованной внутренней поверхностью 11 корпуса 2 турбины.The engine has a
Двигатель имеет заднюю крышку 12, которая закрывает с торца корпус 2 турбины. По существу крышка 12 является продолжением корпуса двигателя, поскольку она жестко соединена с корпусом 2 турбины. Таким образом, передняя крышка 7, корпус 4 ротора, разделительный диск 3, корпус 2 турбины и задняя крышка 12 двигателя в соединении друг с другом образуют в жесткий корпус двигателя. При этом крышка 12 двигателя является также крышкой турбины. Крышка 12 двигателя имеет сложную объемную форму, внутри которой расположен нижеописанный редуктор двигателя. Вал 5 соединен через закрепленное на нем зубчатое колесо 6 с промежуточным валом 13, который по существу является валом отбора мощности.The engine has a rear cover 12, which closes from the end of the
В неподвижном корпусе 2 турбины с возможностью вращения установлен барабан, на котором жестко закреплены лопатки 14 турбины. Параллельно этим лопаткам на корпусе 2 турбины закреплены лопатки 15. Турбина по существу представляет собой полую цилиндрическую деталь, условно названную в данном описании барабаном 16, на наружной поверхности которого закреплены лопатки 14. В примере исполнения двигателя лопатки 14 образуют собой ряды, а лопатки 15 расположены между рядами лопаток 14.In the
На фиг.2 условно изображены воздуховоды 17 для подачи от компрессора 18 сжатого воздуха к системе питания двигателя рабочей топливной смесью. Компрессор может быть установлен на раме двигателя или он может находиться за пределами рамы двигателя. В качестве примера исполнения в представленной конструкции вал компрессора соединен с промежуточным валом 13 редуктора муфтой.Figure 2 conditionally shows the
В нижней части корпуса 4 ротора (фиг.1) выполнен канал 19 для отвода горячей воды от водяной кольцевой полости 20, которая выполнена в корпусе 4 ротора и расположена вокруг ротора 1. В верхней части корпуса 4 выполнен канал 19 для отвода пара от водяной кольцевой полости 20.In the lower part of the rotor casing 4 (Fig. 1), a
Барабан 16 турбины имеет жестко прикрепленную к нему крышку 21 барабана, имеющую хвостовую круглую часть, которая расположена в центральном отверстии задней крышки 12 двигателя. В задней крышке 12 в нижней ее части имеется углубление, образующее заполненный маслом картер 22 двигателя, который сообщен каналом 23 с системой смазки двигателя. В картере 22 расположено ведущее зубчатое колесо 6 редуктора, находящееся в зацеплении шестернями редуктора, погруженными в масло картера.The turbine drum 16 has a
Двигатель имеет трубу 24, которая сообщена с воздушной полостью 10 турбины. Труба 24 служит для отвода из этой полости отработавших газов. Двигатель имеет трубу 25, которая сообщена с полостью барабана 16. Труба 25 служит для отвода из полости барабана охлаждающего воздуха. Двигатель имеет масляный насос 26, который каналом 23 и трубками сообщен с местами смазки двигателя. В полости барабана 16 закреплен вентилятор 27 турбины для прокачки через двигатель охлаждающего воздуха.The engine has a
В разделительном диске 3 (фиг.6) выполнен штуцер 28 подвода в канал диска 3 охлаждающей воды или иной охлаждающей жидкости. В разделительном диске 3 имеются также воздухозаборные камеры 29 для забора воздуха из атмосферы.In the separation disk 3 (Fig.6), a fitting 28 is made for supplying cooling water or other cooling liquid to the channel of the
Масляный насос 26 (фиг.1) соединен с промежуточным валом 13 посредством шестерен (не показаны), рабочая полость масляного насоса сообщена трубками с масляным штуцером 30, установленным в передней крышке 7 двигателя. Штуцер 30 сообщен с местами смазки двигателя, в частности с подшипниками двигателя, через соответствующие каналы, откуда масло возвращается в масляный насос 26 по масляным трубкам 31.The oil pump 26 (Fig. 1) is connected to the
На фиг.9 показаны штуцеры 32 продувки камер сгорания двигателя и штуцеры 33 подачи рабочей смеси в камеры сгорания, ввинченные в отверстия передней крышки 7 двигателя. Схематично на фиг.9 показаны также запальники 34 или свечи зажигания рабочей смеси, которые располагаются в резьбовых отверстиях передней крышки 7. Запальники 34 расположены на противоположных сторонах ротора 1 (фиг.11) в передней крышке 7 и в разделительном диске 3. Штуцеры 33 (фиг.9) сообщены со смесителем 35 через диффузор 36. В смесителе воздух смешивается с топливом и полученная рабочая смесь под давлением подается в форсунки (не показаны), откуда она по воздуховодам 17 поступает в рабочие камеры 8 (фиг.1).Figure 9 shows the
Между передней крышкой 7 двигателя и разделительным диском 3 в корпусе 4 выполнена полукруглая выемка 37 (фиг.13), расположенная вокруг ротора 1 и вокруг камер 8 сгорания ротора. Каждая камера 8 сгорания ротора (фиг.10) имеет сопло 38, сообщающееся с полостью 10 турбины при ее вращении, в которой расположены лопатки 14 турбины.Between the
В роторе выполнены каналы 39 для циркуляции в них воды системы охлаждения камер 8 сгорания и двигателя, а в разделительном диске 3 выполнены каналы 40 для циркуляции в диске 3 воды системы охлаждения разделительного диска и двигателя. Каналы 40 служат для охлаждения разделительного диска 3 и его окон 9, при этом каналы 40 сообщены с каналами 19 (фиг.13) системы водяного охлаждения двигателя. Кольцевая полость 20 расположена на периферии ротора 1 между передней крышкой 7 двигателя и разделительным диском 3. Система водяного охлаждения также включает множество каналов для прохождения по ним воды под давлением, получаемым от нижеуказанного водяного насоса, который установлен отдельно от двигателя или на двигателе и кинематически связан с валом 5 двигателя.In the rotor there are
Двигатель имеет редуктор, ведущее зубчатое колесо 6 которого (фиг.1) закреплено на валу 5 и находится в зацеплении с шестерней 41 (фиг.4), которая выполнена в блоке с шестерней 42, предающей вращение от барабана 16 турбины, через зубчатый венец 43, который выполнен на конце круглой хвостовой части крышки 21.The engine has a gearbox, the
Разделительный диск 3 через верхние воздуховоды 17, показанные на фиг.8, сообщен со штуцерами 32 и с компрессором 18, подающим воздух в камеры сгорания ротора, при этом в разделительном диске имеются воздушные продувочные каналы 44 (фиг.12) для продувки камер 8 сгорания ротора после сгорания в них рабочей смеси. Через каналы 44 газ отводится в атмосферу.The
Барабан 16 турбины 2 включает соединенную с ним трубчатую деталь, условно названную в данном описании трубчатой опорой 45 (фиг.1), которая опирается на подшипники, установленные на валу 5 двигателя. Опора 45 названа опорой потому, что она служит для опирания на нее барабана 16. Опора 45 установлена на подшипниках на валу 5 двигателя так, как это показано на фиг.1.The drum 16 of the
Таким образом, турбина включает опору 45, жестко соединенный с ней барабан 16 и лопатки 14, закрепленные на барабане, при этом названные элементы установлены с возможностью вращения вокруг вала 5.Thus, the turbine includes a support 45, a drum 16 which is rigidly connected to it, and
Между внутренней поверхностью опоры 45 и поверхностью вала 5 образована заполненная маслом полость, сообщенная с системой смазки двигателя. Эта полость служит для циркуляции в ней масла, служащего для смазки и охлаждения подшипников.Between the inner surface of the support 45 and the surface of the
Опора 45 и барабан 16 жестко соединены с крышкой 21 барабана и вместе с ней представляют собой единый узел, опирающийся на подшипники, при этом полость опоры 45 выполнена удлиненной, такой, как она показана на фиг.1, и в этой полости расположен вал 5 двигателя, причем полость опоры 45 выполнена в виде раструба, сужающегося в сторону ротора 1.The support 45 and the drum 16 are rigidly connected to the
В разделительном диске 3 (фиг.14) выполнен кольцевой канал 46, сообщенный с радиальным каналом 47 разделительного диска 3. (Позицией 47 также показан радиальный канал ротора, входящий в общую систему водяного охлаждения двигателя.In the dividing disk 3 (Fig. 14), an
На фиг.15 показаны емкость 48 для воды, сообщенный с ней радиатор 49, с которым сообщены каналы 19 системы водяного охлаждения. С емкостью 48 сообщен водяной насос 50, который трубкой соединен со штуцером 28 (фиг.6) подвода воды к разделительному диску 3.FIG. 15 shows a
Маслоотводящий канал 30 (фиг.1) сообщен с масляными каналами 51 (фиг.17) и масляными полостями, выполненными в виде кольцевых проточек 52 в роторе 1.The oil drain channel 30 (Fig. 1) is in communication with the oil channels 51 (Fig. 17) and oil cavities made in the form of
Маслосъемные кольца 53, 54 и 55 (фиг.23, 27) и уплотнительные кольца 56 и 57 расположены в канавках ротора 1. В роторе вокруг вала 5 выполнена кольцевая полость 58 (фиг.1, 5) для циркуляции в ней воды для охлаждения ротора. В разделительном диске выполнена кольцевая выемка 59 (фиг.25) для прохождения в ней воды. В передней крышке 7 (фиг.28) выполнен канал 60 для подвода масла к подшипнику, в котором установлен вал 5. Перед передней крышкой 7 расположена трубка 61 для отвода масла от подшипника вала 5. На фиг.29 показана фаска 62 для сбора и сброса масла. Установленные между передней крышкой 7 и ротором 1 кольца 53-55 поджаты к поверхности крышки пружинами 63 или, как вариант, медноасбестовыми прокладками.Oil scraper rings 53, 54 and 55 (Figs. 23, 27) and o-
Редуктор закрыт крышкой 64 (фиг.1), жестко соединенной с крышкой 12. Вал 5 установлен в упомянутых подшипниках 65, расположенных в гнездах крышек 64, 12 и 7.The gearbox is closed by a cover 64 (Fig. 1), rigidly connected to the cover 12. The
В роторе 1 с передней стороны каждой камеры 8 сгорания выполнено сопло 66 (фиг.10) для подачи в камеру сгорания рабочей смеси и для продувки камеры после сгорания в ней рабочей смеси.In the
На фиг.30 показана рабочая поверхность 67 разделительного диска 3, обращенная к поверхности ротора 1, а на фиг.31 показана фаска 68 маслосъемного кольца 54.In Fig.30 shows the working
Таким образом, двигатель содержит механическую часть, выполненную из соединенных между собой вышеназванных элементов, а также он имеет систему воздушного охлаждения двигателя, включающую все элементы, которые содействуют движению воздуха в двигателе, в частности вентилятор 27, закрепленный на опоре 45, турбину 16, каналы 29 разделительного диска 3 (фиг.25), а также воздушную полость 69 (фиг.1), расположенную между барабаном 16 и опорой 45.Thus, the engine contains a mechanical part made of the above-mentioned elements interconnected, and it also has an engine air cooling system including all elements that facilitate the movement of air in the engine, in particular, a
Двигатель содержит также систему водяного охлаждения, в которую входят емкость 48 (фиг.15), водяной насос 50, канал 70 в разделительном диске 3 (фиг.14), и кольцевой канал 46, а также выполненные в валу 5 радиальные каналы 71 (фиг.1) и центральный канал 72. В систему водяного охлаждения входят также радиальная кольцевая полость 58 (фиг.14), радиальные каналы 47, каналы 73 (фиг.1), сообщающие водяную кольцевую полость 20 с каналами 39 для циркуляции в них воды системы охлаждения камер сгорания, а также другие каналы и полости, образованные элементами двигателя.The engine also contains a water cooling system, which includes a tank 48 (Fig. 15), a
Двигатель включает также систему смазки, в которую входят масляный насос 26 (фиг.1), масляный канал 23, осевой канал 74 и радиальные каналы 75 в валу 5, а также полость 76 между валом 5 и внутренней поверхностью опоры 45. Система смазки имеет также другие, не названные каналы и полости, образованные элементами двигателя.The engine also includes a lubrication system, which includes an oil pump 26 (Fig. 1), an
Двигатель работает следующим образом. Двигатель запускают в работу стартером (не показан) путем вращения стартером вала 5, который при этом вращает промежуточный вал 13 двигателя через шестерни 41 и 6. От вращения вала 13 начинает вращаться вал компрессора 18 (фиг.2), который подает к двигателю воздух под высоким давлением по верхним воздуховодам 17 высокого давления. По нижним воздуховодам 17 воздух под низким (условно) давлением подается к смесителю 35 (фиг.8), где он смешивается с топливом. Полученная рабочая смесь подается в камеру 8 сгорания, находящуюся в положении П2, которое показано на развертке ротора на фиг.11. При повороте ротора на определенный угол камера 8 перемещается в положение П3. При этом происходит запал рабочей смеси в камере 8 сгорания в ее положении ПЗ. Рабочая смесь сгорает, продукты сгорания смеси совершают рабочий ход ротора 1 и он поворачивается вместе с валом 5 на определенный угол.The engine operates as follows. The engine is launched into operation by a starter (not shown) by rotation of the
Рабочий ход ротора совершается в тот момент, когда сопло 38 ротора совмещается с окном 9 разделительного диска 3 (фиг.10) и продукты сгорания рабочей смеси из камеры 8 сгорания попадают на лопатки 14 турбины, которая начинает вращаться, при этом стартер отключается. Продукты сгорания рабочей смеси проходят также лопатки 15 турбины, которые находятся в неподвижном состоянии и выполняют функции направляющих элементов для прохождения продуктов сгорания от ротора 1 к крышке 12. Аналогичным образом происходит процесс сгорания рабочей смеси в других камерах сгорания ротора.The working stroke of the rotor occurs at the moment when the
При работе двигателя продукты сгорания проходят все лопатки 14 турбины и выходят в виде отработавшего газа через трубы 24 (фиг.1) в атмосферу. При этом ротор и турбина вращаются в одном направлении.When the engine is running, the combustion products pass all the
Вместе с турбиной вращается вентилятор 27, который через сопла 29 (фиг.6) забирает воздух из атмосферы и прогоняет его внутри барабана 16 турбины, охлаждая барабан и турбину. Охлаждающий воздух выходит в атмосферу через трубы 25. Камеры сгорания (фиг.32) работают в определенной последовательности. Если в камере сгорания КС-1 происходит наполнение ее рабочей смесью, то в камере сгорания КС-2 происходит запал рабочей смеси, при этом в камере сгорания КС-3 происходит процесс горения рабочей смеси, а из камеры сгорания КС-4 продукты сгорания рабочей смеси выходят под большим давлением и подаются в направляющее окно 9 (фиг.10) и, далее, на лопатки 14 турбины 2. Во время одного цикла работы ротора камера сгорания КС-5 продувается воздухом. Затем описанный процесс повторяется.Together with the turbine, a
Смазка двигателя осуществляется следующим образом. Из картера 22 масло насосом 26 подается по каналу 23 ко всем трущимся поверхностям двигателя и подшипникам 65 (фиг.1). Через подшипники масло попадает в полость опоры 45, затем к заднему (левому на чертеже) подшипнику 65 и через зазоры между зубчатым венцом 43 и валом 5 масло снова попадает в картер 22. Масло смазывает и очищает трущиеся поверхности двигателя, воспринимает от них тепло и охлаждает эти поверхности. Поверхность 67 разделительного диска (фиг.30), прилегающая к поверхности ротора, постоянно очищается маслосъемным кольцом, чтобы не допустить выгорания масла в период, когда в камерах сгорания идет процесс сгорания рабочей смеси. При этом на поверхность 67 постоянно наносится масляная пленка от исходящего из кольцевой проточки 52 масла (фиг.27). От штуцера 30 (фиг.1) масло попадает в переднюю кольцевую проточку 52, затем в канал 51, затем в заднюю кольцевую проточку 52 (фиг.28), заполняя всю кольцевую проточку 52 (фиг.17). Попадая на уплотнительное кольцо 56 (фиг.27), масло собирается в проточке 62 ротора 1, доходит до канала 31 (фиг.29) и сливается в трубу 61 для отвода масла (фиг.28 и 29). Фасками на кольцах 53 и 54 (фиг.30 и 31), а также фаской 68 масло снимается с поверхностей трения, которые находятся за пределами каждого сопла 38 камеры сгорания ротора. В результате исключается выгорание масла.Lubrication of the engine is as follows. From the
При работе двигателя осуществляется его воздушное охлаждение. Вентилятором 27 (фиг.1) из атмосферы производится забор охлаждающего (холодного) воздуха через каналы 29 разделительного диска (фиг.25). Охлаждающий воздух попадает на лопатки 14 турбины 2, проходит по всей длине воздушной полости 69 (фиг.1), которая расположена между барабаном 16 и опорой 45, при этом длина воздушной полости 69 позволяет эффективно обдувать и охлаждать элементы турбины 2. Охлаждающий воздух нагревается и через удлиненную воздушную полость 69 (фиг.1) и трубы 25 выходит нагретым в атмосферу и выносит с собой тепло от горячих элементов турбины.When the engine is running, it is air-cooled. A fan 27 (Fig. 1) from the atmosphere takes a cooling (cold) air through the
При работе двигателя осуществляется также его водяное охлаждение, для этого через штуцер 28 (фиг.6) по радиальным каналам 47 в разделительном диске 3 (фиг.1) вода насосом 50 (фиг.15) подается в кольцевой канал 46 (фиг.14) и по нему попадает в центральный канал 72 вала 5 (фиг.1). Через канал 72 вода поступает в кольцевую полость 58 (фиг.5) и по радиальным каналам 47 ротора вода поступает в окна 39 ротора и каналы 73 (фиг.1). Далее вода попадает в водяную полость 20, затем через верхний канал 19 от воды отходит пар и попадает в радиатор 49 (фиг.15), а через нижний канал 19 (фиг.1), отходящий от ротора, в радиатор 49 (фиг.15) поступает вода. Радиатор обдувается вентилятором 77, при этом в радиаторе вода охлаждается и сливается в емкость 48 (фиг.15). В процессе описанного цикла охлаждения двигателя вода из штуцера 28 (фиг.6) также попадает в кольцевой водяной канал 46 и по каналам 47 разделительного диска 3 (фиг.13) вода поступает в окна 40 (фиг.10, 13). Затем вода по каналам 19, переходящим в трубку (фиг.13), подается в радиатор 49 (фиг.15). При этом по нижнему каналу 19, отходящему от разделительного диска 3 (фиг.13), вода поступает в радиатор 49 (фиг.15), охлаждается в нем и сливается в емкость 48 (фиг.15).When the engine is running, its water cooling is also carried out, for this, through the nozzle 28 (6) through
В сравнении с известными техническими решениями представленное в данном описании техническое решение исключает заклинивание трущихся поверхностей двигателя, поскольку в нем предусмотрена более эффективное охлаждение ротора, турбины и разделительного диска, что существенно повышает надежность двигателя в целом.Compared with the known technical solutions, the technical solution presented in this description eliminates jamming of the rubbing surfaces of the engine, since it provides for more efficient cooling of the rotor, turbine and separation disk, which significantly increases the reliability of the engine as a whole.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111110/06A RU2463464C1 (en) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011111110/06A RU2463464C1 (en) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Gas turbine engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2463464C1 true RU2463464C1 (en) | 2012-10-10 |
Family
ID=47079583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011111110/06A RU2463464C1 (en) | 2011-03-24 | 2011-03-24 | Gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2463464C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610362C1 (en) * | 2015-10-06 | 2017-02-09 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Pulsating combustion chambers unit method of operation and design |
RU2674091C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-12-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Pulsed turbojet engine |
RU2714386C2 (en) * | 2015-01-26 | 2020-02-14 | Сафран | Combustion module at constant volume for gas turbine engine |
RU2720868C2 (en) * | 2015-01-26 | 2020-05-13 | Сафран | Constant volume combustion module for a gas turbine engine comprising an ignition system by means of a communication line |
RU207889U1 (en) * | 2021-07-30 | 2021-11-23 | Владислав Рудольфович Рогачев | Internal combustion engine with rotating combustion chambers |
RU2772689C1 (en) * | 2021-10-01 | 2022-05-24 | Георьги Иосипович Кемашвили | Internal combustion engine |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR999239A (en) * | 1952-01-29 | |||
GB753652A (en) * | 1951-05-25 | 1956-07-25 | Vladimir Henry Pavlecka | A method of compressing a fluid |
GB1435687A (en) * | 1971-11-26 | 1976-05-12 | Chair R S De | Gas generators |
GB2216956A (en) * | 1988-03-17 | 1989-10-18 | Johs Ellingsen | Rotary motor and turbine construction |
RU85559U1 (en) * | 2009-03-03 | 2009-08-10 | Николай Петрович Генералов | GAS-TURBINE ENGINE GENERALOV N.P. |
RU2393363C1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-06-27 | Николай Петрович Генералов | Gas turbine engine |
-
2011
- 2011-03-24 RU RU2011111110/06A patent/RU2463464C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR999239A (en) * | 1952-01-29 | |||
GB753652A (en) * | 1951-05-25 | 1956-07-25 | Vladimir Henry Pavlecka | A method of compressing a fluid |
GB1435687A (en) * | 1971-11-26 | 1976-05-12 | Chair R S De | Gas generators |
GB2216956A (en) * | 1988-03-17 | 1989-10-18 | Johs Ellingsen | Rotary motor and turbine construction |
RU85559U1 (en) * | 2009-03-03 | 2009-08-10 | Николай Петрович Генералов | GAS-TURBINE ENGINE GENERALOV N.P. |
RU2393363C1 (en) * | 2009-03-03 | 2010-06-27 | Николай Петрович Генералов | Gas turbine engine |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2714386C2 (en) * | 2015-01-26 | 2020-02-14 | Сафран | Combustion module at constant volume for gas turbine engine |
RU2720868C2 (en) * | 2015-01-26 | 2020-05-13 | Сафран | Constant volume combustion module for a gas turbine engine comprising an ignition system by means of a communication line |
RU2610362C1 (en) * | 2015-10-06 | 2017-02-09 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Pulsating combustion chambers unit method of operation and design |
RU2674091C1 (en) * | 2017-10-30 | 2018-12-04 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва" | Pulsed turbojet engine |
RU207889U1 (en) * | 2021-07-30 | 2021-11-23 | Владислав Рудольфович Рогачев | Internal combustion engine with rotating combustion chambers |
RU2772689C1 (en) * | 2021-10-01 | 2022-05-24 | Георьги Иосипович Кемашвили | Internal combustion engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2673027C2 (en) | Assembly for aircraft gas-turbine engine and method of its mounting | |
RU2463464C1 (en) | Gas turbine engine | |
ES2712480T3 (en) | Turboprop engine assembly with combined engine and cooling exhaust | |
US11313246B2 (en) | Gas turbine engine wash system | |
CN105745400B (en) | The front cover shell sealed during the Modularized dismounting of the turbojet with reduction gearing | |
US9856789B2 (en) | Compound cycle engine | |
RU2674098C1 (en) | Modular engine, such as jet engine, with speed reduction gear | |
CN107532517B (en) | Composite engine assembly with cantilevered compressor and turbine | |
RU2686248C2 (en) | Front part of aircraft double-flow gas turbine engine and aircraft double-flow gas turbine engine | |
CA2821444C (en) | Compound cycle engine | |
RU2393363C1 (en) | Gas turbine engine | |
CN107532506B (en) | Engine assembly with modular compressor and turbine | |
RU2700837C2 (en) | Box for installation of auxiliary equipment on gas turbine engine containing magnetic reduction gear | |
CN107532519B (en) | Composite engine assembly with offset turbine shaft, engine shaft and inlet duct | |
CA3078282C (en) | Accessory gearbox | |
RU2457345C2 (en) | Aircraft oil-catch system | |
CN107429614B (en) | Composite engine assembly with mounting cage | |
JP2017120084A (en) | Method and system for centrifugal pump | |
CA2551904A1 (en) | Scavenge pump system and method | |
RU85559U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE GENERALOV N.P. | |
WO2016201568A1 (en) | Compound cycle engine | |
RU2441992C1 (en) | Rotary diesel engine | |
RU2506461C1 (en) | Chemical horizontal electrically drive pump unit (versions) | |
RU2266419C2 (en) | Air-jet diesel engine | |
CN113544359A (en) | Combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140325 |