СПОСОБ РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1996 года по МПК F02C6/08 

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а также может быть использовано в транспортном и энергетическом машиностроении.

Известен способ работы ГТД, включающий сжатие рабочего тела в основном контуре, отбор части рабочего тела во вспомогательный контур из-за ступеней сжатия с последующим сжатием, нагревом и расширением, возврат и нагрев отобранной части рабочего тела сжиганием топлива в камере сгорания основного контура, ступенчатое расширение в основном контуре [1]
Недостатками этого способа являются невысокий КПД и повышенный вес двигателя, работающего по данному способу.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ [2] заключающийся в сжатии в основном контуре рабочего тела, отборе части сжатого рабочего тела во вспомогательный контур для последующего сжатия, нагрева и ступенчатого расширения, разделении рабочего тела на две части и возврате обеих частей в основной контур с подачей одной из разделенных частей в камеру сгорания основного контура для нагрева сжиганием топлива и ступенчатого расширения с основной неотобранной частью рабочего тела.

К недостаткам способа-прототипа следует отнести невысокий КПД.

Целью изобретения является повышение КПД.

Указанная цель достигается тем, что дополнительно осуществляют охлаждение отбираемой во вспомогательный контур части сжатого рабочего тела перед ее сжатием, подачу в камеру сгорания основного контура разделенной отобранной части рабочего тела осуществляют из промежуточной ступени расширения, в подачу другой части разделенной отобранной части рабочего тела пpоизводят в промежуточную ступень расширения основного контура после ступенчатого расширения во вспомогательном контуре.

Повышение КПД обусловлено увеличением суммарной работы цикла и уменьшением теплоотвода в окружающую среду из основного контура.

Газотурбинный двигатель, осуществляющий данный способ, работает следующим образом. Рабочее тело сжимается в ступенях сжатия 1. Основная часть рабочего тела направляется в камеру сгорания 2, где нагревается сжиганием топлива. В ступенях расширения 3 она расширяется. Из промежуточной ступени сжатия ступеней сжатия 1 производится отбор части рабочего тела во вспомогательный контур. В нем она последовательно охлаждается в теплообменнике 4, сжимается в ступенях сжатия 5, нагревается сжиганием топлива в камере сгорания 6 и расширяется в ступенях расширения 7. В ступенях расширения 7 отобранная во вспомогательный контур часть рабочего тела разделяется на две части. Одна часть из промежуточной ступени расширения ступеней расширения 7 подается в камеру сгорания 2 основного контура, а другая после ступенчатого раасширения подается в промежуточную ступень расширения ступеней расширения 3 основного контура.

ГТД, осуществляющий данный способ, содержит основной и вспомогательный контуры. Основной контур включает ступени сжатия 1, камеру сгорания 2 и ступени расширения 3. Вспомогательный контур, входным сечением подключенным к проточной части ступеней сжатия 1, содержит теплообменник 4, ступени сжатия 5, камеру сгорания 6 и ступени расширения 7. Он имеет два выходных сечения. Одно подключено к камере сгорания 2, а другое к проточной части ступеней расширения 3.

Использование: в авиационном двигателестроении, траспортном и энергетическом машиностроении. Сущность изобретения: ГТД, осуществляющий данный способ, содержит основной и вспомогательный контуры. Входным сечением вспомогательный контур подключен к проточной части ступеней сжатия основного контура, а двумя выходными - к камере сгорания и проточной части ступеней расширения основного контура. За счет увеличения суммарной работы цикла двигателя и уменьшения теплообвода из основного контура повышается КПД ГТД. 1 ил.

СПОСОБ РАБОТЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, заключающийся в сжатии в основном контуре рабочего тела, отборе части сжатого рабочего тела во вспомогательный контур для последующего сжатия, нагрева и ступенчатого расширения, разделении рабочего тела на две части и возврате обеих частей в основной контур с подачей одной из разделенных частей в камеру сгорания основного контура для нагрева сжиганием топлива и ступенчатого расширения с основной неотобранной частью рабочего тела, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют охлаждение отбираемой во вспомогательный контур части сжатого рабочего тела перед ее сжатием, подачу в камеру сгорания основного контура разделенной отобранной части рабочего тела производят в промежуточную ступень расширения основного контура после ступенчатого расширения во вспомогательном контуре.