ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2006 года по МПК F02C3/28 

Изобретение относится к авиадвигателестроению, в частности к газотурбинным двигателям, и может быть широко использовано в двигателях различного назначения.

Известен газотурбинный двигатель (ГТД) - тепловая машина, предназначенная для преобразования энергии сгорания топлива в кинетическую энергию реактивной струи и (или) в механическую работу на валу двигателя. Основными элементами ГТД являются компрессор, камера сгорания и газовая турбина. Для работы используется нефтяное топливо. (Боргест Н.М. и др. Краткий словарь авиационных терминов. - М.: Изд-во МАИ, 1992 г.)

Недостатком известного двигателя являются высокие эксплуатационные расходы на нефтяное топливо и высокая токсичность выхлопных газов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является газотурбинный двигатель, содержащий корпус и размещенный в нем вал, компрессор с направляющими и рабочими лопатками, камеру сгорания с жаровой трубой и воспламеняющим устройством, турбину с сопловыми и рабочими лопатками и систему приготовления и подачи топлива. Для работы двигателя используется нефтяное топливо. (А.с. СССР №1329280, F 02 К 3/00, 30.04.1992 г.)

Недостатком ближайщего аналога являются высокие эксплуатационные расходы на нефтяное топливо и высокая токсичность выхлопных газов.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении экономичности и экологической чистоты газотурбинного двигателя в эксплуатации.

Поставленная задача решается тем, что в газотурбинном двигателе, содержащем корпус и размещенный в нем вал, компрессор с направляющими и рабочими лопатками, камеру сгорания с жаровой трубой и воспламеняющим устройством, турбину с сопловыми и рабочими лопатками и систему приготовления и подачи топлива. Корпус выполнен с герметизирующей его вход крышкой, например, съемной, закрепленной на болтах. Система приготовления и подачи топлива выполнена в виде электролизера, образованного путем подводки постоянного электрического тока к направляющим и рабочим лопаткам компрессора. Причем качающее устройство и форсунка системы приготовления и подачи топлива выполнены для подачи и распыливания электролита (водного раствора электролита), например водного раствора едкого калия, в электролизер. При этом компрессор выполнен с возможностью создания разрежения в герметизированной части корпуса и разложения воды на водород и кислород при протекании постоянного электрического тока через электролит. При этом форсунка может иметь кавитатор, выполненный в виде местного сужения ее канала.

Сущность изобретения показана на чертежах, где: на фиг.1 - двигатель, преобразующий энергию сгорания топлива в работу на валу; на фиг.2 - в энергию реактивной струи.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Газотурбинный двигатель содержит корпус 1 (фиг.1-2) с герметизирующей его вход крышкой 2, например, закрепленной на болтах 3, и размещенный в нем вал. Систему приготовления и подачи топлива, выполненную в виде электролизера 4, образованного путем подводки постоянного электрического тока А и Б к направляющим 5 и рабочим 6 лопаткам компрессора 7. Причем качающее устройство (не показано) и форсунка 8 системы приготовления и подачи топлива выполнены для подачи и распыливания электролита (водного раствора электролита) в электролизер, а форсунка при этом может иметь кавитатор, выполненный в виде местного сужения ее канала (не показано). Камеру сгорания 9 с жаровой трубой и воспламеняющим устройством 10. Турбину с сопловыми 11 и рабочими 12 лопатками.

Газотурбинный двигатель работает следующим образом.

Перед пуском двигателя на электролизер 4 - на направляющие 5 и рабочие 6 лопатки компрессора 7, выполняющие функцию электродов электролизера 4, по линиям А и Б падают постоянный электрический ток. Работой направляющих 5 и рабочих 6 лопаток компрессора 7 в герметизированной крышкой 2 части корпуса 1 создается разрежение. Качающее устройство, например плунжерное, через форсунку 8 с кавитатором в виде местного сужения ее канала (не показано), под давлением, например, 2 МПа подает электролит, например водный раствор едкого калия, в электролизер 4. В кавитаторе форсунки 8 за счет падения давления и повышения скорости электролита приводит к диссоциации и к тончайщему распыливанию капелек электролита в электролизер 4. Затем распыленный электролит направляющими 5 и рабочими 6 лопатками компрессора 7 сжимается и за счет протекания постоянного тока через электролит приводит к электролизу - разложению воды на водород и кислород. Полученная и сжатая в компрессоре 7 водородно-кислородная смесь поступает в камеру сгорания 9. Поступившая в камеру сгорания 9 смесь воспламеняется при помощи воспламеняющего устройства 10. Далее продукты сгорания расширяются в сопловых 11 и рабочих 12 лопатках турбины, совершая работу. Разложению воды на кислород и водород подвергается незначительная часть электролита, остальная его часть превращается в водяной пар. В связи с тем, что в водяном паре наличие водорода и кислорода незначительно, то невозможен взрыв гремучего газа в компрессоре.

Предлагаемый газотурбинный двигатель в эксплуатации высоко экономичен, экологически чист и безопасен. Найдет широкое применение в качестве силовой установки для различных видов транспортных средств.

Газотурбинный двигатель содержит корпус и размещенный в нем вал, компрессор, камеру сгорания, турбину и систему приготовления и подачи топлива. Корпус выполнен с герметизирующей его вход крышкой. Система приготовления и подачи топлива выполнена в виде электролизера, образованного путем подводки постоянного электрического тока к направляющим и рабочим лопаткам компрессора. Качающее устройство и форсунка с кавитатором системы приготовления и подачи топлива выполнены для подачи и распыливания водного раствора электролита в электролизер. При этом компрессор выполнен с возможностью создания разрежения в герметизированной части корпуса и разложения воды на водород и кислород при протекании постоянного тока через электролит. Изобретение направлено на повышение экономичности и экологичности двигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Газотурбинный двигатель, содержащий корпус и размещенный в нем вал, компрессор с направляющими и рабочими лопатками, камеру сгорания с жаровой трубой и воспламеняющим устройством, турбину с сопловыми и рабочими лопатками и систему приготовления и подачи топлива, отличающийся тем, что корпус выполнен с герметизирующей его вход крышкой, система приготовления и подачи топлива выполнена в виде электролизера, образованного путем подводки постоянного электрического тока к направляющим и рабочим лопаткам компрессора, причем качающее устройство системы приготовления и подачи топлива выполнено для подачи и распыления электролита (водного раствора электролита) в электролизер, через форсунку, выполненную с кавитатором, при этом компрессор выполнен с возможностью создания разрежения в герметизированной части корпуса и разложения воды на водород и кислород при протекании постоянного тока через электролит.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что кавитатор форсунки выполнен в виде местного сужения ее канала.