ГАЗОВАЯ ТУРБИНА ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F02C5/04 

Изобретение относится к энергомашиностроению и теплоэнергетике и может быть применено в газовой промышленности, на транспорте и в других отраслях.

Особенность газовых турбин внутреннего сгорания заключается в том, что используются реактивные силы для получения крутящего момента на валу при сгорании горючей смеси в камерах внутреннего сгорания.

Наиболее близкой к изобретению является газовая турбина внутреннего сгорания, содержащая корпус, ротор с валом и полой ступицей, камеры внутреннего сгорания, ограниченные внутренними поверхностями газовых сопел с клапанами, и систему зажигания (RU 2116480 C1, кл. F 02 C 5/04, опубл. 27.07.1998).

Однако упомянутая турбина имеет недостатки.

Она отличается ограниченной мощностью, поскольку каналы для подвода горючей смеси размещены в виде коллектора в теле полого вала, что ограничивает живое сечение каналов, мощность и КПД турбины. Искровые контакты в турбине размещены индивидуально в каждой камере внутреннего сгорания, что обеспечивает синхронность их работы, тем самым также снижается КПД турбины.

Задачей настоящего изобретения является повышение КПД турбины и упрощение ее конструкции. Поставленная задача решается за счет того, что камеры внутреннего сгорания имеют в ступице общий канал с патрубком для подачи горючей смеси, а в конце канала установлен щелевой коллектор. Причем щелевой коллектор состоит из неподвижного диска со сквозными отверстиями в виде мальтийского креста и подвижного диска с аналогичными сквозными отверстиями.

Один диск имеет один искровой контакт, а другой диск - четыре контакта, установленных друг относительно друга с угловым интервалом, равным 90^o.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображены камеры сгорания; на фиг.2 - ступица; на фиг.3 - торец ступицы с дисками; на фиг.4 - общий вид турбины, продольный разрез; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.3.

В турбине ротор 1 состоит из камер 2 внутреннего сгорания, установленных на полой ступице 3. В торец к ступице 3 установлен патрубок 4 для подачи горючей смеси, в торце патрубка 4 закреплен неподвижный диск 5 со сквозными отверстиями 6 в виде мальтийского креста. В торец к ступице 3 закреплен подвижный диск 7 с щелевыми отверстиями 8 в виде мальтийского креста. В теле диска 7 установлены искровые контакты 9 напротив каждого отверстия 8. В теле неподвижного диска 5 установлен один искровой контакт 10.

Турбина имеет выхлопные патрубки 11 с регулирующими клапанами 12. Вал 13 турбины установлен на двух подшипниках 14, 15.

Турбина работает следующим образом. Через патрубок 4 подается горючая смесь в композиции с воздухом; при своем вращении подвижный диск 7 /диск 7 установлен жестко в торце ступицы 3 и вращается вместе с ротором 1/ то закрывает, то открывает сквозные отверстия 6 в неподвижном диске 5.

При открытии сквозных отверстий в полую ступицу 3 под давлением устремляется горючая смесь, одновременно заполняя полость ступицы 3 и все камеры 2 внутреннего сгорания.

При дальнейшем вращении ротора 1 сквозные отверстия перекрываются подвижным диском 7, при этом совмещаются искровые контакты между подвижным диском 7 и неподвижным диском 5.

При совмещении упомянутых контактов возникает искра, мгновенно воспламеняется горючая смесь, находящаяся во всех камерах 2 внутреннего сгорания, и происходит "хлопок" с выбросом отработанных газов через сопла-парубки 11 при синхронном срабатывании клапанов 12. Синхронность появления "хлопков" во всех камерах 2 внутреннего сгорания обеспечивается тем, что камеры 2 срабатывают как одно целое по той причине, что сообщены общей полой ступицей 3. Одинаковая заполняемость камер 2 внутреннего сгорания горючей смесью и мгновенное срабатывание их при хлопке обеспечивает максимальный КПД турбины.

Под действием реактивных сил на валу возникает крутящий момент, приводящий в движение ротор 1 турбины.

Далее цикл повторяется.

Турбина предназначена для использования в энергомашиностроении, газовой промышленности, на транспорте и в других отраслях. Турбина содержит корпус, ротор с полой ступицей и валом, камеры внутреннего сгорания, ограниченные внутренними поверхностями газовых сопел с клапанами, и систему зажигания. Причем камеры сгорания сообщены с полостью ступицы и патрубком для подачи горючей смеси с образованием общего канала, в конце которого установлен щелевой коллектор, включающий неподвижный диск со сквозными отверстиями в виде мальтийского креста и подвижный диск с аналогичными сквозными отверстиями; диски установлены с возможностью периодического совмещения их отверстий, подвижный диск имеет один искровой контакт, а неподвижный диск - четыре искровых контакта, расположенных друг относительно друга с угловым интервалом, равным 90 град. Изобретение обеспечивает повышение КПД. 5 ил.

Газовая турбина внутреннего сгорания, содержащая корпус, ротор с полой ступицей и валом, камеры внутреннего сгорания, ограниченные внутренними поверхностями газовых сопел с клапанами, и систему зажигания, отличающаяся тем, что камеры внутреннего сгорания сообщены с полостью ступицы и патрубком для подачи горючей смеси с образованием общего канала, в конце которого установлен щелевой коллектор, включающий неподвижный диск со сквозными отверстиями в виде мальтийского креста и подвижный диск с аналогичными сквозными отверстиями, причем диски установлены с возможностью периодического совмещения их отверстий, неподвижный диск имеет один искровой контакт, а подвижный диск - четыре искровых контакта, расположенных друг относительно друга с угловым интервалом, равным 90 град.