ГАЗОВАЯ ТУРБИНА ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F01K25/06 F02K11/00 F02C5/04 

Изобретение относится к энергомашистроению и касается усовершенствования газовой турбины внутреннего сгорания.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является газовая турбина внутреннего сгорания, содержащая корпус с патрубками подачи рабочего тела и патрубками для выхлопа отработанных газов, ротор с полым валом и камерами внутреннего сгорания, ограниченными внутренними поверхностями патрубков для выхлопа отработанных газов, расположенных на корпусе (RU 2051284 C1, кл. F 02 C 5/04, опубл. 27.12.95).

Данная турбина потребляет специфическое топливо (метан + воздух, водород + кислород), что вызывает определенные ограничения области использования.

Задачей настоящего изобретения является расширение области использования с одновременным повышением экологической безопасности.

Указанная задача решается за счет того, что в газовой турбине внутреннего сгорания, содержащей корпус с патрубками для подачи рабочего тела и для выхлопа отработанных газов и ротор с полым валом и камерами внутреннего сгорания, на приводном конце упомянутого вала установлена спираль винтового насоса с патрубками для подачи воды, а в стенках камер установлены продольные парообразовательные каналы, на выходном конце эти каналы соединены с камерой радиолиза пара и последовательно - с системой сепаратора, аккумулятора гремучей смеси и эжектора для смешения компонента с воздухом и подачи в камеры внутреннего сгорания.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображена описываемая газовая турбина, продольный разрез, на фиг. 2 - вид на корпус с патрубками для выхлопа отработанных газов, на фиг. 3 - ротор с камерами внутреннего сгорания.

Газовая турбина содержит корпус 1 с патрубками 19 (каналами) подачи рабочего тела и патрубкам 5 (для выхлопа отработанных газов) с клапанами 6. На неподвижной оси 2 и полом валу 7 установлен ротор 3 с камерами 4 внутреннего сгорания. В полом валу 7 смонтирована спираль винтового насоса 8. Через скользящую втулку 10 с трубкой 21 винтовой насос 8 соединен с баком 12 для воды.

В камерах 4 внутреннего сгорания смонтированы парообразовательные каналы 11, используемые для преобразования поступающей из винтового насоса 8 воды в пар и подачи пара в камеру 13 радиолиза. Парообразовательные каналы 11 выполнены в виде трубок и крепятся к внутренней поверхности стенок камер 4 внутреннего сгорания, проходя по всей их длине и заворачивая в обратном направлении к патрубку 20 подачи пара в камеру 13 радиолиза.

Камера 13 радиолиза пара представляет собой вертикальную емкость, заполненную гранулами из композитного материала, состоящего из окиси плутония 238, скрепленного связующим веществом в композиции с инертным наполнителем. Радиоактивные гранулы размещены в зазоре между нижней и верхней сетками 14.

В верхней части камеры 13 радиолиза установлен патрубок 22 для подачи образовавшейся от радиолиза пара гремучей смеси (кислород + водород) и не прореагировавшего пара в сепаратор 15 для отделения конденсата от гремучей смеси.

Сепаратор 15 с гремучей смесью сообщен с запитывающими каналами 19 камер внутреннего сгорания через аккумулятор 16 и эжектор 17.

Турбина работает следующим образом: из аккумулятора 16 в эжектор 17 подается гремучая смесь, одновременно в эжектор 17 подается сжатый воздух. В эжекторе 17 гремучая смесь перемешивается с воздухом в пропорции: 6% гремучей смеси, остальное - воздух.

По каналам 19 смесь заполняет камеры 4 внутреннего сгорания. При совмещении искровых контактов 18 от искры воспламеняется гремучая смесь, происходит хлопок, возникает реактивная сила, вращая ротор 3 турбины. При вращении ротора 3 турбины интенсивно работает винтовой насос 8, подавая воду в парообразовательные каналы 11.

При горении гремучей смеси в камерах 4 внутреннего сгорания стенки камер раскаляются, раскаляются и парообразовательные каналы 11, превращая воду, находящуюся в них, в пар. Пар с противоположных концов каналов 11 под давлением по патрубку 20 поступает в камеру 13 радиолиза.

В камере 13 радиолиза происходит диссоциация водяного пара на водород и кислород под действием α лучей окиси плутония 238.

Смесь пара, неуспевшего разложиться вместе с газами (водород и кислород), по патрубку 22 поступает в спираль сепаратора 15. Упомянутая смесь охлаждается, пар конденсируется в воду, вода стекает вниз в камеру 13 радиолиза, а чистая гремучая смесь поступает в аккумулятор 16 (емкость). Из аккумулятора 16 гремучая смесь поступает в эжектор 17, где интенсивно перемешивается с воздухом, поступающим туда же, а затем горючая смесь по каналам 19 поступает в камеру 4 внутреннего сгорания, где воспламеняется от искры контактов 18.

Газовая турбина предназначена для использования в энергомашиностроении и на транспорте. Турбина содержит корпус, ротор с камерами сгорания, полый вал с винтовым насосом внутри, камеру радиолиза, заполненную гранулами из композитного материала и сообщенную с сепаратором. Последний сообщен через аккумулятор и эжектор с запитывающими каналами камер сгорания, вдоль стенок которых смонтированы парообразовательные каналы, сообщенные с насосом. Гремучая смесь из камеры радиолиза, смешиваясь с воздухом, поступает в камеры сгорания, где воспламеняется. Вода, протекающая по каналам в стенках камер сгорания, превращается в пар и поступает в камеру радиолиза, где разлагается на водород и кислород. Изобретение обеспечивает расширение области использования с одновременным повышением экологической безопасности. 3 ил.

Газовая турбина внутреннего сгорания, содержащая корпус с патрубками подачи рабочего тела и патрубками для выхлопа отработанных газов, ротор с полым валом и камерами внутреннего сгорания, ограниченными внутренними поверхностями патрубков для выхлопа отработанных газов, расположенных на корпусе, отличающаяся тем, что на приводном конце полого вала установлена спираль винтового насоса с патрубком для подачи воды, а в стенках камер внутреннего сгорания установлены продольные парообразовательные каналы, на выходном конце каналы соединены с камерой радиолиза пара и последовательно - с системой сепаратора, аккумулятора гремучей смеси и эжектора для смешения компонента с воздухом и подачи в камеры внутреннего сгорания.