RU2753941C1 - Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия - Google Patents
Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753941C1 RU2753941C1 RU2020143644A RU2020143644A RU2753941C1 RU 2753941 C1 RU2753941 C1 RU 2753941C1 RU 2020143644 A RU2020143644 A RU 2020143644A RU 2020143644 A RU2020143644 A RU 2020143644A RU 2753941 C1 RU2753941 C1 RU 2753941C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- gas turbine
- internal combustion
- compression ignition
- combustion engine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/04—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor
- F02C3/045—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor having compressor and turbine passages in a single rotor-module
- F02C3/05—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid having a turbine driving a compressor having compressor and turbine passages in a single rotor-module the compressor and the turbine being of the radial flow type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/14—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
- F02C3/16—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant the combustion chambers being formed at least partly in the turbine rotor or in an other rotating part of the plant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
- F02C7/232—Fuel valves; Draining valves or systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к газотурбинным двигателям и может быть использовано на современных самолетах, морских судах и танках. К техническому результату относится повышение износоустойчивости элементов двигателя при сохранении высокого КПД газотурбинного двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. Предложенный газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержит центробежные компрессоры, газовые центростремительные турбины и кольцевые камеры сгорания 6. При этом двигатель разделен на статор 4 и ротор 1, который выполнен полуоткрытого типа. Кроме того ротор 1 содержит рабочие колеса с лопатками центробежных компрессоров 2 и центростремительных турбин 3, изготовленных с ним как одно целое. Причем форсунки 5 для впрыска топлива, расположенные в статоре 4, соединены с дизельным топливным насосом высокого давления (ТНВД) 8, снабженного всережимным регулятором 9, который представляет собой регулятор с центробежными грузами и системой управляющих рычагов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к газотурбинным двигателям, и может быть использовано на современных самолетах, морских судах и танках.
Известен «Газотурбинный двигатель», содержащий компрессор, имеющий несколько осевых ступеней, корпус, направляющие аппараты и рабочие лопатки, и турбину, содержащую корпус и одну ступень с сопловым аппаратом и рабочим колесом, а также средство регулирования радиальных зазоров, по меньшей мере одной ступени компрессора и/или турбины, при этом средство регулирования радиального зазора выполнено в виде кольцевой вставки из полупроводникового материала в корпусе компрессора и/или турбины, установленной над соответствующими рабочими лопатками, как минимум одной ступени, и сердечников из магнитопроводного материала с обмотками, установленных радиально на наружной поверхности корпуса по обе стороны рабочих лопаток соответствующей ступени с равномерным шагом.
Патент на изобретение РФ №2498086, МКИ F01D 11/20, опубл. 10.11.2013.
Известен Газотурбинный двигатель, содержащий корпус с кольцевыми обечайками, камеры сгорания, топливоподающие и поджигающие устройства, расположенное в корпусе лопаточное колесо с лопаточными венцами, на торцах которых закреплены плоские бандажные кольца, каналы перепуска с отверстиями, входными и выходными, выполненными в корпусе, примыкающими к наружному контуру венцов лопаточного колеса, входные секторные отверстия, примыкающие к внутреннему контуру лопаточных венцов, выполненные в корпусе, частично совмещенные с выходными секторными окнами, примыкающими к наружному контуру лопаточных венцов, отличающийся тем, что входные секторные отверстия связаны с диффузорами, выполненными па торцах корпуса, и лопатками, выполненными на ступице лопаточного колеса, примыкающие к внутреннему контуру кольцевой обечайки, а между выходными отверстиями каналов перепуска и выходными секторными окнами расположены сопла с регуляторами, горизонтальные и вертикальные, с входными отверстиями, выполненными в корпусе, и примыкающими к наружному контуру венцов лопаточного колеса, а вертикальные сопла связаны с горизонтальными, смещенными по вертикали.
Патент на изобретение РФ №2708178, МКИ F02C 5/03, опубл. 04.12.2019 г.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому в качестве изобретения является «Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия», содержащий центробежный компрессор, газовую центростремительную турбину и камеры сгорания, отличающийся тем, что центробежный компрессор и газовая центростремительная турбина выполнены в одном вращающемся вокруг неподвижной оси корпусе, при этом лопатки центробежного компрессора и турбины выполнены сложной конфигурации и составляют одно целое, плавно переходя друг в друга, а ширина сечения лопаток турбинной части в два раза больше ширины сечения лопаток компрессорной части, причем полости между лопатками и корпусом устройства в месте перехода лопаток центробежного компрессора в турбинные образуют камеры сгорания с увеличением проходного сечения по ходу движения сгорающей смеси газов, в камеры сгорания по каналам, выполненным в неподвижной оси и корпусе двигателя, подается топливо, кроме того, радиальные топливные каналы снабжены центробежными клапанами, которые открываются при минимальной частоте вращения двигателя, гарантирующей воспламенение топлива, а закрываются при превышении максимально допустимой частоты вращения по критериям прочности.
Патент РФ на изобретение №2730206, МКИ F02C 11/00, опубл. 15.02.2019.
К недостаткам вышеописанного технического решения относится наличие быстро изнашивающегося узла - уплотнения в месте подвода топлива к ротору.
К техническому результату относится повышение износоустойчивости элементов двигателя при сохранении высокого КПД газотурбинного двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия за счет того, что двигатель разделен на статор и ротор, который выполнен полуоткрытого типа, и содержит рабочие колеса с лопатками центробежных компрессоров и центростремительных турбин, изготовленных с ним как одно целое, и за счет того, что форсунки двигателя для впрыска топлива, соединены с дизельным топливным насосом высокого давления (ТНВД), снабженного всережимным регулятором.
Достижение данного технического результата обеспечивается тем, что Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержит центробежные компрессоры, газовые центростремительные турбины и кольцевые камеры сгорания. При этом двигатель разделен на статор и ротор, который выполнен полуоткрытого типа. Кроме того ротор содержит рабочие колеса с лопатками центробежных компрессоров и центростремительных турбин, изготовленных с ним как одно целое. Причем форсунки для впрыска топлива, расположенные в статоре, соединены с дизельным топливным насосом высокого давления (ТНВД), снабженного всережимным регулятором, который представляет собой регулятор с центробежными грузами и системой управляющих рычагов.
Фиг. 1 - Газотурбинный двигатель ДВС с воспламенением от сжатия (общий чертеж - схема продольный разрез по вертикальной плоскости).
Газотурбинный ДВС с воспламенением от сжатия поясняется чертежом-схемой на Фиг. 1.
Газотурбинный ДВС с воспламенением от сжатия согласно фиг. 1 состоит из ротора 1, содержащего рабочие колеса с лопатками 2 центробежных компрессоров, и рабочие колеса с лопатками 3 центростремительных турбин, статора 4, в котором размещены форсунки 5 впрыска топлива, полости под которыми образуют кольцевые камеры сгорания 6. В форсунки 5 топливо через редуктор 7 подается из дизельного топливного насоса высокого давления 8 (ТНВД), последний снабжен всережимным регулятором 9,
Газотурбинный ДВС с воспламенением от сжатия работает следующим образом: сжатый воздух попадает в левую часть рабочего колеса компрессора на лопатки 2 и на лопатки 3 рабочего колеса турбины, расширяется и раскручивает ротор 1 до рабочих оборотов. Вступает в действие ТНВД 8, двигатель готов принять на себя нагрузку. Благодаря быстрому вращению ротора 1 продукты горения из кольцевых камер сгорания 6 распределяются по каналам центростремительных турбин, где происходит их окончательное догорание. Подача сжатого воздуха перекрывается, открывается подача атмосферного воздуха. В данном двигателе работа его, как и у дизелей, осуществляется с помощью топливного насоса высокого давления 8 (ТНВД), снабженного всережимным регулятором 9, содержащим центробежные грузы и систему управляющих рычагов. Охлаждение двигателя осуществляется за счет того, что на каждый рабочий оборот ротора 1 приходится несколько нерабочих, охлаждающих, количество которых зависит от степени сжатия.
Предлагаемое в качестве изобретения техническое решение обеспечивает износоустойчивость элементов двигателя при сохранении высокого КПД газотурбинного двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, кроме того конструкция предлагаемого двигателя позволяет снизить сложность его изготовления.
Claims (1)
- Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, содержащий центробежные компрессоры, центростремительные турбины и кольцевые камеры сгорания, отличающийся тем, что двигатель разделен на статор и ротор, который выполнен полуоткрытого типа, и содержит рабочие колеса с лопатками центробежных компрессоров и центростремительных турбин, изготовленных с ним как одно целое, при этом форсунки для впрыска топлива, расположенные в статоре, соединены с дизельным топливным насосом высокого давления (ТНВД), снабженного всережимным регулятором.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143644A RU2753941C1 (ru) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020143644A RU2753941C1 (ru) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2753941C1 true RU2753941C1 (ru) | 2021-08-24 |
Family
ID=77460406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020143644A RU2753941C1 (ru) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2753941C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH360546A (fr) * | 1954-08-30 | 1962-02-28 | Laval Steam Turbine Co | Installation à turbine à gaz |
| US3116908A (en) * | 1961-04-04 | 1964-01-07 | Solar Aircraft Co | Split wheel gas turbine assembly |
| US3199292A (en) * | 1962-06-05 | 1965-08-10 | Energy Transform | Combination of a free turbine with a plurality of gas generators |
| US4932207A (en) * | 1988-12-28 | 1990-06-12 | Sundstrand Corporation | Segmented seal plate for a turbine engine |
| CN110273758A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-24 | 湖南航翔燃气轮机有限公司 | 微型燃气轮机发电机组 |
| RU2730206C1 (ru) * | 2019-08-15 | 2020-08-19 | Александр Тихонович Зыбин | Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия |
-
2020
- 2020-12-28 RU RU2020143644A patent/RU2753941C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH360546A (fr) * | 1954-08-30 | 1962-02-28 | Laval Steam Turbine Co | Installation à turbine à gaz |
| US3116908A (en) * | 1961-04-04 | 1964-01-07 | Solar Aircraft Co | Split wheel gas turbine assembly |
| US3199292A (en) * | 1962-06-05 | 1965-08-10 | Energy Transform | Combination of a free turbine with a plurality of gas generators |
| US4932207A (en) * | 1988-12-28 | 1990-06-12 | Sundstrand Corporation | Segmented seal plate for a turbine engine |
| CN110273758A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-24 | 湖南航翔燃气轮机有限公司 | 微型燃气轮机发电机组 |
| RU2730206C1 (ru) * | 2019-08-15 | 2020-08-19 | Александр Тихонович Зыбин | Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7694518B2 (en) | Internal combustion engine system having a power turbine with a broad efficiency range | |
| US3663118A (en) | Turbine cooling control | |
| CN101037960B (zh) | 高压力比后部风扇 | |
| KR101996685B1 (ko) | 레이디얼 유동 터빈, 특히 보조 파워 공급원의 터빈용 가변-피치 노즐 | |
| US3314654A (en) | Variable area turbine nozzle for axial flow gas turbine engines | |
| US20120163960A1 (en) | Gas turbine engine and variable camber vane system | |
| WO2016057112A1 (en) | Centrifugal compressor diffuser passage boundary layer control | |
| EP3406915B1 (en) | Centrifugal compressor having a variable diffuser with axially translating end wall | |
| CN108799202B (zh) | 具有包括导流板的排放槽的压缩机设备 | |
| KR102075661B1 (ko) | 터빈 웨이스트게이트 | |
| CN109477391B (zh) | 涡扇发动机及对应的操作方法 | |
| EP3244016A2 (en) | Stator arrangement | |
| KR20190126898A (ko) | 비대칭 설부-휠 간격을 갖는 듀얼 볼류트 터보차저 | |
| CN110173441B (zh) | 轴流-离心压缩机 | |
| US4145875A (en) | Variable flow capacity gas turbine engine for improved part load fuel economy | |
| CN114718656A (zh) | 用于控制燃气涡轮发动机内的叶片间隙的系统 | |
| RU2753941C1 (ru) | Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия | |
| Berenyi et al. | Variable area turbocharger for high output diesel engines | |
| US11415010B1 (en) | Turbine nozzle and gas turbine including the same | |
| RU2730206C1 (ru) | Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия | |
| US20110158792A1 (en) | Engine and vane actuation system for turbine engine | |
| US10900370B2 (en) | Gas turbine engine offtake | |
| WO2022023569A1 (en) | Turbine housing | |
| RU2256801C2 (ru) | Газотурбинный двигатель | |
| JP7460510B2 (ja) | 静翼セグメント |