ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F02C7/26 

Изобретение относится к газотурбостроению и может быть использовано в транспортных и стационарных установках.

Известен газотурбинный двигатель (ГТД), содержащий турбокомпрессорный блок, камеру сгорания, воспламенитель, подключенный к внешнему источнику сжатого воздуха, выполненному в виде объемного воздушного насоса, соединенного с валом двигателя.

Недостатком такого ГТД является значительное усложнение конструкции двигателя, связанное с наличием дополнительного воздушного насоса.

Известен также ГТД, содержащий двухкаскадный компрессор, компрессор низкого давления которого соединен с пусковым устройством, и камеру сгорания с воспламенителем, соединенным пневмопроводом с межтрубным пространством камеры сгорания.

Недостатком этого ГТД является ненадежность запуска и низкий ресурс воспламенителя, работающего на перепаде давления воздуха на стенке жаровой трубы, значение которого на запуске и во время работы двигателя ниже требуемого.

Целью изобретения является повышение надежности воспламенения топливовоздушной смеси при запуске ГТД и увеличение ресурса воспламенителя путем создания требуемого перепада давления воздуха на воспламенителе при запуске и работе двигателя.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого газотурбинного двигателя.

Газотурбинный двигатель содержит компрессор 1 низкого давления, кинематически соединенный с пусковым устройством 2, компрессор 3 высокого давления, камеру 4 сгорания с воспламенителем 5 и жаровой трубой 6. Имеются пневматические линии 7 и 9, запорное устройство 9, межтрубное пространство 10, диффузор 11 и турбины 12. При этом воспламенитель 5 соединен пневматической линией 7 через запорное устройство 9 с компрессором (1 или 2), а пневматической линией 8 с выходом компрессора 3 высокого давления.

Газотурбинный двигатель работает следующим образом.

При запуске двигателя пусковое устройство 2 раскручивает компрессор 1 низкого давления и через газодинамическую связь компрессор 3 высокого давления. При этом в момент розжига давление воздуха за компрессором 1 низкого давления в 1,6-1,8 раза превышает давление за компрессором 3 высокого давления, а последнее больше давления в межтрубном пространстве 10 камеры 4 сгорания. Разность давления за компрессорами 1 и 3 объясняется срабатыванием части перепада на компрессоре 3 высокого давления при его раскрутке, а разность давления за компрессором 3 высокого давления и межтрубным пространством 10 является следствием потерь в диффузоре 11 и при обтекании жаровой трубы 6. Запорное устройство 9 открыто и часть воздуха подводится на воспламенитель 5. Необходимый для устойчивой работы и охлаждения воспламенителя 5 перепад давления воздуха обеспечивается выбором места подключения пневматической линии 7 к компрессору 1 или 3. В дальнейшем, после розжига 4 камеры сгорания, давление воздуха за компрессором 3 высокого давления интенсивно возрастает и достигает максимального значения. При этом запорное устройство 9 закрывается, тем самым предотвращая перетекание воздуха и газа в компрессор по линии 7. Давление воздуха в межтрубном пространстве 10 ниже максимального. На охлаждение воспламенителя 5, находящегося в области высоких температур, по линии 8 подводится воздух, отбираемый на входе в диффузор 11.

Положительный эффект предлагаемого ГТД достигается за счет увеличения надежности запуска и повышения ресурса воспламенителя. Первое обеспечивается созданием необходимого перепада давления воздуха на воспламенителе и его охлаждением при розжиге камер сгорания, а второе интенсификацией процесса охлаждения воспламенителя при работе двигателя.

Использование: в газотурбинных двигателях. Сущность изобретения: в момент запуска пусковое устройство 2 раскручивает компрессор 1 низкого давления и компрессор 3 высокого давления. Запорное устройство 9 в этот момент открыто, и часть воздуха отводится на воспламенитель 5 для обеспечения его охлаждения и устойчивой работы. После розжига камеры 4 сгорания и достижения максимального давления на выходе компрессора 3 высокого давления запорное устройство 9 закрывается. Для охлаждения воспламенителя 5 по линии 8 подводится воздух, отбираемый на выходе компрессора 3 высокого давления. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус, в котором установлены компрессор низкого давления, кинематически соединенный с валом пускового устройства, компрессор высокого давления, камеру сгорания с воспламенителем и турбины высокого и низкого давлений, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности запуска и ресурса воспламенителя, последний соединен посредством пневматических линий с выходами компрессоров низкого и высокого давлений. 2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен запорным устройством, установленным на пневматической линии, соединяющей воспламенитель с выходом компрессора низкого давления.