Газотурбинный двигатель

 

Использование: в транспортных машинах: самолетах, автомобилях, тепловозах, судах, тракторах и подвижных электростанциях . Сущность изобретения: газотурбинный двигатель содержит два диска, установленные с возможностью вращения в противоположных направлениях и имеющих компрессорные и турбинные выполненные коробчатой U-образной формы лопатки. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 01 D 1/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ. СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4861753/06 (22) 29.06.90 (46) 30.07.93. Бюл. ЬЬ 28 (76) А.M.ßêóáîâ (56) Степанов Г.Ю. Основы теории лопаточных машин, комбинированных и газотурбинных двигателей. M.: Машиностроение, 1985, с.308, фиг,138.

Швец И.Т. Газотурбинные установки, Киев: Машиностроение, 1958, с.87, фиг.45.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 47508, кл. F 01 0 1/24, 1935.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, преимущественно может быть использовано в транспортных машинах; самолетах, автомобилях, тепловозах, судах, тракторах и подвижных электростанциях.

Целью изобретения является значительное улучшение весовой, габаритной, экономической характеристик и надежности двигателя, Укаэанная цель достигается тем, что двигатель, содержащий кожух, вал с установленными на нем двумя роторными дисками с размещенными на них компрессорными и турбинными лопатками, камеру сгорания топливную емкость с выходным патрубком и форсунками, при этом турбинные лопатки на каждом диске расположены над компрессорными, а между кожухом и дисками выполнена кольцевая полость для подвода охлаждающего воздуха, снабжен системой автоматического замкнутого одноконтурного охлаждения с возвратом теп„„. Ж„„1831577 АЗ (54) ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ (57) Использование: в транспортных машинах: самолетах, автомобилях, тепловозах, судах, тракторах и подвижных электростанциях. Сущность изобретения: газотурбинный двигатель содержит два диска, установленные с возможностью вращения в противоположных направлениях и имеющих компрессорные и турбинные выполненные коробчатой 0-образной формы лопатки.

1 з.п.ф-лы, 1 ил. мл ла охлаждения рабочему газу, причем диски в местах расположения турбинных лопаток выполнены конусообразной формы, а турбинные и компрессорные рабоченаправляющие лопатки раэмещены с соответ° маай ствующими лабиринтными уплотнениями на внутренних противоположных боковых О© поверхностях дисков с воэможностью вра- CA) щения дисков в противоположные стороны.

Кроме того, турбинные лопатки выполнены (Я коробчатыми U-образной формы, камера Д сгорания выполнена вращающейся кольцевой, для чего она жестко закреплена входным и аыходным фланцами на одном иа х дисков, а в вале и диске, прилежащем к камере сгорания, выполнены соответственно кольцевые сообщающиеся осевой и радиальные каналы, первый из которых соединен с выходным патрубком топливной емкости с помощью сальникового уплотнения, а последние жестко соединены с форсунками камеры сгорания. Двигатель снабжен радиальными центробежными вен1831577 тиляционными лопатками, закрепленными на внешних поверхностях обоих роторных дисков. Камера сгорания может быть выполнена и невращающейся, а турбина иметь кольцевой диффузор, при этом как камера сгорания, так и диффуэор в зонах соединений с дисками снабжаются лабиринтными уплотнениями.

К существенным отличительным признакам относятся следующие. Выполненные в вале осевой, а в диске радиальные каналы совмещенно служат топливопроводами, топливоподогреватвлем и топливным центробежным насосом. Жестко закрепленная на диске камера сгорания становится вращающейся, в результате чего исключается необходимость иметь лабиринтные уплотнения в зонах ве соединения с диском, при этом она совмещенно.служит как механическим смесителем воздуха с продуктами. сгорания, так и воздушным самоохладителем. Закрепленные на внешних боковых поверхностях обоих роторных дисках радиальные центробежные вентиляционные лопатки, совместно с роторными дисками служат вентиляторами для воздушного охлаждения стенок роторных дисков и камеры сгорания.

К другим преимуществам изобретения относится следующее.

Осуществление противоположного вращения роторных дисков, при котором все лопатки турбины и компрессора по выполняемой ими функции становятся рабоченаправляющими, в результате чего расчетное количество лопаток и соответственно размеры и вес роторных дисков уменьшаются примерно в двое, кроме того, противоположное вращение роторов улучшает тяговую характеристику такого двигателя, позволяющую исключить необходимость иметь в транспортном двигателе самостоятельную коробку перемены передач при замене ее простой механической связью дисков, что также улучшает в тяговом двигателе его весовую, габаритную и экономическую характеристики. Кроме того, выполнение дисков конусообразными, а турбинных лопаток коробчатыми U-образными обеспечивает бвз каких-либо добавочных устройств и.деталей, а также и без затрат энергии осуществление автоматической замкнутой одноконтурной системы охлаждения и нагрева лопаток высококипящим хладагентом с полным возвратом тепла охлаждения рабочему газу, что обеспечивает не только еще большую надежность и улучшение весовой, габаритной характеристик двигателя, но и значительное повышение температуры газа перед турбиной и соответствующее повышение экономичности двигателя. Устройство же диффуэора эа турбиной не только увеличивает мощностной КПД турбины, но он совмещено может служить и глушитилем шума выпускного газа. . На чертеже изображен общий вид газотурбинного двигателя в разрезе.

Двигатель содержит противоположного

10 вращения роторные диски 1 и 2 конусообразной формы, снабженные как коробчатыми U-образными рабоченаправляющими турбинными лопатками Э, охлаждаемыми и подогреваемыми высококипящим хладаген"5 том, находящимся во время работы в жидкостном состоянии 4 .и парообраэном состоянии 5, так и компрессорными центробежными рабоченаправляющими лопатками б, а также вентиляционными лопатками

20 7и входными компрессорными лопатками 9.

При этом диск 2 и его вал снабжены кольцевыми сообщающимися осевым и радиальными каналами, которые совмещенно функционально служат топливопроводами, 25 топливоподогревателем и своебразным центробежным. насосом. Камера сгорания

10 своими входным 11 и выходным 12 патрубками (при выполнении ее вращающейся) жестко соединена с соответствующими

З0 кольцевыми патрубками компрессора и турбины, а при выполнении камеры невращающейся она в указанных соединительных местах снабжена лабиринтными уплотнениями. Для органиэации наружно направлвнЗ5 ного потока охлаждающего воздуха двигатель снабжен кожухом 13, прикрепленным к корпусам подшипников валов двигателя 14. В соединительном месте патрубка топливной емкости и осевого кана40 ла в вале установлено сальниковое уплотнение 15. За турбиной на выходе газа установлен на кожухе двигателя кольцевой диффузор 16, имеющий в соединении с турбиной лабиринтное уплотнение.

45 Формула изобретения

1. Газотурбинный двигатель, содержащий кожух, вал, установленные на нвм с возможностью вращения в противоположных направлениях два диска с турбинными

50 и размещенными под ними компрессорными лопатками, камеру сгорания, топливную емкость с выходным патрубком и форсунками, выполненную между кожухом и дисками кольцевую полость для подвода охлаждаю55 щего воздуха,отличающийсятем,что, с целью повышения надежности, улучшения весовой габаритной и зкономической характеристик двигателя при использовании высококипящего хладагента, он снабжен сальниковым уплотнением, системой ох1831577

Составитель А; Якубов

Техред М.МоргенталРедактор Л, Павлова

КоРРектоР M. Керецман

Заказ 2545 Тираж

ВНИИПИ Гос а ств

Подписное осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4j5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина 101

1 лаждения и подогрева лопаток, диски вы-. полнены конусообразной формы. лопатки размещены на их обращенных друг к другу боковых поверхностях, причем турбинные. лопатки выполнены коробчатой U-образной 5 формы, камера сгорания выполнена кольцевой и жестко закреплена на одном из дисков, а в вале и диске, прилежащем к камере сгорания, выполнены соответственно кольцевые сообщающиеся осевые и радиальные 10 каналы, первые из которых соединены с выходным патрубком топливной емкости, а последние — с форсунками камеры сгорания, и в зоне соединения выходного патрубка и осевого канала установлено сальниковое уплотнение.

2. Двигатель по и,1, отличающийся тем, что он снабжен вентиляционными лопатками. закрепленными на внешних боковых поверхностях обоих дисков.