RU38359U1

RU38359U1 - Газотурбинный двигатель

Info

Publication number: RU38359U1
Application number: RU2004106325/20U
Authority: RU
Inventors: И.А. Кондратенко
Original assignee: Кондратенко Игорь Александрович
Priority date: 2004-03-04
Filing date: 2004-03-04
Publication date: 2004-06-10

Description

200-4itti6325

, j..-i «--ii;i ii-BMi Газотурбинный двигатель.

Предлагаемая полезная модель относится к области энергетического машиностроения, в частности к газотурбинным двигателям.

В настоящее время энергетическое машиностроение, является одной из самых динамично развивающихся областей техники, начиная от гиганских энергоагрегатов электростанций и кончая небольшими мобильными, энергетическими агрегатами для использования в личном хозяйстве.

Важным моментом в создании и развитии энергетической техники будущего принадлежит агрегатам, использующим энергию, которая в настоящее время уходит на нагрев атмосферы.

Известен газотурбинный двигатель (1), который представляет собой сочетание гезогенератора и газовой турбины, преобразующей энергию газа в механическую энергию.

При всей достоинствах газотурбинного двигателя к его недостаткам следует отнести его сложность и дороговизну.

Так, например, газогенератор - тепловая машина, в которой топливо, смешиваясь с предварительно сжатым компрессором воздухом и сгорая в специальной камере, превращается в высокоэнергетическую, газовоздушную смесь, которая затем поступает в газовую турбину.

Известен роторный ДВС (2) (далее РДВС), который имеет в своей структуре компрессоры для сжатия воздуха, используемого для работы РДВС.

Недостатком РДВС является то, что его выхлопные газы, представляющие собой высокоэнергетическую газовоздушную смесь, при работе поступает в атмосферу и, следовательно, их энергия не используется, что существенно снижает КПД устройства.

Вышеуказанный двигатель (2) и взят автором в качестве прототипа разработанного, как наиболее близкий по те.хлической сущности, так и по достигаемому техническому эффекту

Задачей, которую решал автор при разработке нового газотурбинного двигателя, являлось повышение КПД и уменьшение его весогабаритных параметров.

Эта задача решена в конструкции газотурбинного двигателя, содержащего газовую турбину, газогенератором для которой взят РДВС с, по меньшей мере, одним соосным компрессором, выходная магистраль которого, также как и магистраль выхлопных газов РДВС через узел смешивания компонентов и регулировки параметров газовой смеси подсоединены к газовой турбине.

В варианте выполнения узел смешивания компонентов и регулировки параметров .газовой смеси выполнен в виде камеры, входные магистрали которой через управляемые клапаны подачи компонентов подсоедиц вы соответственно к магистралям сжатого воздуха и выхлопных газов, ia; выхол магистраль - ко входу газовой турбины, при этом в выходной магист| и установлены датчики параметров газовой среды, подсоединенные к.блОку ш |1иза и формирования команд на клапаны подачи компонентов, выходы которого подключены к управ.11яющим обмоткам клапанов подачи компонентов.

ЛПК; F02C,3/22

Новыми существенными признаками разработанного газотурбинного двигателя являются;

-использование РДВС в качестве газогенератора для газовой турбины;

-узел смешивания комлонелтои и ре1улировки параметров газовой смеси;

-подсоединение магистралей сясатого воздуха и выхлопных газов РДВС к узлу смешивания и регулировки нараме ров газовой смеси;

-подсоединение выходной магнс1рали узла смен1ивания и регулировки параметров компонентов к газовой турбине.

Новыми существенными признаками варианта газотурбинного двигателя является;

- выполнение узла смешивания компонентов и регулировки параметров газовой смеси в виде камеры, входные магистрали которой через клапаны подачи компонентов подсоединены соответственно к магистралям сжатого воздуха и выхлопных газов, а выходная магистраль - к входу газовой турбины, при этом в выходной магистрали установлены датчики параметров газовой среды, подсоединенные к блоку аналюа и формирования команд на клапаны подачи компонентов, выходы которого подключены к управляющим обмоткам клапанов подачи компонентов

Предлагаемая полезная модель представлен на прилагаемой схеме, где;

1- роторный /ЩС (Р.ГШС);

2- компрессоры;

3- управляемый клапан подачи сжатого воздлтса;

4- управляемый клапан подачи выхлопных газов;

5- камера смешивания компонентов и дожигания выхлопных газов;

6- блок анализа и формирования команд на управляемые клапаны подачи компонентов;

7- газовая турбина;

8- магистраль сжатого воздуха от компрессора к РДВС;

9- магистраль otcaioro воздуха, от компрессора к камере смешивания компонентов и дожигания выхлопных

10- магистраль выхлопных газов oi РДВС к камере смешивания компонентов и дожиганмя выхлопных газов;

П- магистраль для выхода смеси газов из камеры cMemweaFrfiH компонентов и дожигания выхлопных газов;

12- выходной вал газовой турбины.

13- датчики параметров газовой смеси;

в качестве Р/ЩС в предложенной конструкции можно использовать, например, конструкцию (2), имеющую высокоэнергетические выхлопные газы.

В качестве управляемых клапанов 3 и 4 подачи компонентов могут быть использованы обычные (для воздуха) и жаропрочные (для выхлопных газов) электроклапаны как отечественного, так и зарубежного производства.

Камера 5 узла смешивания компонентов и регулировки параметров газовой смеси может быть выполнена из любой высокопрочной и жароустойчивой стали, используемой, например, в авиационных двигателях.

Работа устройства заключается в следующем.

Одновременно в камеру 3 от РДВС через магистраль 10 с управляемым клапаном подачи выхлопных газов 4 начинают поступать выхлопные газы.

В камере 5 выхлопные газы смешиваются со сжатым воздухом и автоматически дожигаются, и далее полученная газовая смесь через магистраль 11 поступает на газовую турбину 7, которая разгоняется и с ее выходного вала можно снимать определенный момент кручения.

В магистрали 11 установлены датчики 13 параметров газовой смеси, подсоединенные к входам блока 6 анализа параметров газовой смеси и управления клапанами подачи компонентов, выходы которого соединены с управляющими обмотками клапанов подачи компонентов 3 и 4.

Блок анализа параметров газовой смеси, например, давления и температуры, включает цепи измерения параметра, сравнения его с оптимальным и формирование команды рассогласования на управляющие клапаны 3 и 4, пропорциональной рассогласованию параметра, и может бьпъ построен на базе компаратора. (3).

Предварительные расчеты показали возможность обеспечения нормального функционирования предложенного устройства.

Предполагается повышение КПД и снижение весовых и габаритных характеристик устройства по сравнению с известными конструкциями газотурбинных двигателей.

:В настоящее время проводятся работы по макетированию и опытной

проверке предложенной конструкции.

,V|ll.:

Автор:

1::.f : 1.Советский энциклопедический словарь, энциклопедия 1988г. 2.Патент России на полезную модель № F02B,55/14,.

3. В.С.Гужников . Интегральная электроника. Ленинград. Энергоатомиздат Ленинградское отделение. 1988г. стр.221.

Кондратенко И.А.

Литература. стр.267. Москва. «Советская „,. -, ... 31406 от14.02.2003г. МПК:

Claims

1. Газотурбинный двигатель, содержащий газогенератор и газовую турбину, отличающийся тем, что в качестве газогенератора использован роторный ДВС, по меньшей мере, с одним соосным компрессором, выходная магистраль которого, также как и магистраль выхлопных газов роторного ДВС, через узел смешивания компонентов и регулировки параметров газовой смеси подсоединены к газовой турбине.

2. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что в нем узел смешивания компонентов и регулировки параметров газовой смеси выполнен в виде камеры, входные магистрали которой через управляемые клапаны подачи компонентов подсоединены соответственно к магистралям сжатого воздуха и выхлопных газов, а выходная магистраль - к входу газовой турбины, при этом в выходной магистрали установлены датчики параметров газовой среды, подсоединенные к блоку анализа и формирования команд на клапаны подачи компонентов, выходы которого подключены к управляющим обмоткам клапанов подачи компонентов.