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./ [1].

Недостатком известного двигателя является 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 используется нефтяное топливо /а.с. СССР №1329280, F 02 K 3/00, 30.04.1992 г./ [2].

Недостатком ближайшего аналога является 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, съемно закрепленной. Система приготовления и подачи топлива выполнена в виде электролизера, состоящего из электродов, с возможностью подводки постоянного электрического тока, свободного прохода через них электролита, установленных перед компрессором - в герметизированной части корпуса и электродов, образованных 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, где при протекании постоянного тока через электролит приводит к электролизу - разложению воды на водород и кислород. Компрессор при этом выполнен с возможностью создания разрежения в герметизированной части корпуса, сжатия и подачи полученной газовой смеси в камеру сгорания. При этом форсунка может иметь кавитатор, выполненный в виде местного сужения ее канала.

Сущность изобретения показана на чертеже, где

показана схема двигателя, преобразующего энергию сгорания топлива в работу на валу и/или/ в энергие реактивной струи.

Пример выполнения предлагаемого решения.

Газотурбинный двигатель содержит корпус 1 /см. чертеж/ с герметизирующей его вход крышкой 2, съемно закрепленной на болтах 3 и размещенный в нем вал 4. Систему приготовления и подачи топлива, выполненную в виде электролизера 5, состоящего из электродов 6 и 7, с возможностью подводки постоянного электрического тока, свободного прохода через них электролита, например, за счет выполнения их из никелевой сетки, установленных перед компрессором - в герметизированной части корпуса и электродов, образованных путем подводки постоянного электрического тока к направляющим 8 и рабочим 9 лопаткам компрессора 10 по линиям А и Б. Причем качающее устройство /не показано/ и форсунка 11 системы приготовления и подачи топлива выполнены для подачи и распыливания электролита в электролизер, а форсунка при этом может иметь кавитатор в виде местного сужения ее канала /не показано/. Камеру сгорания 12 с жаровой трубой и воспламеняющим устройством 13. Турбину с сопловыми 14 и рабочими 15 лопатками.

Газотурбинный двигатель работает следующим образом.

Перед пуском двигателя на электролизер 5, состоящего из электродов 6 и 7 и из направляющих 8 и рабочих 9 лопаток компрессора 10 по линиям А и Б подают постоянный электрический ток. Работой направляющих 8 и рабочих 9 лопаток компрессора 10 в герметизированной крышкой 2 части корпуса 1 создается разрежение. Качающее устройство /не показано/, например, плунжерное, через форсунку 11 с кавитатором в виде местного сужения ее канала /не показано/, под давлением, например, 2 МПа подает электролит, например, водный раствор едкого калия в электролизер 5. В кавитаторе форсунки 11, за счет падения давления и повышения скорости электролита приводит к диссоциации и к тончайшему распыливанию капелек электролита в электролизер 5. Затем распыленный электролит свободно проходит через, например, из никелевой сетки выполненные электроды 6 и 7 и за счет протекания через электролит постоянного электрического тока приводит к электролизу - разложению воды на водород и кислород. Затем эта смесь, направляющими 8 и рабочими 9 лопатками компрессора 10 сжимается и, где за счет протекания постоянного электрического тока через электролит приводит к электролизу воды. 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. Полученная в электролизере 5 и сжатая в компрессоре 10 водородо-кислородная смесь поступает в камеру сгорания 12. Поступившая в камеру сгорания 12 смесь воспламеняется при помощи воспламеняющего устройства 13. Далее продукты сгорания расширяются в сопловых 14 и рабочих 15 лопатках турбины, совершая работу.

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 с размещенным в нем валом, 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, состоящего из электродов с подводкой к ним постоянного электрического тока, установленных перед компрессором, в герметизированной части корпуса и из электродов, образованных путем подводки постоянного электрического тока к направляющим и рабочим лопаткам компрессора. Качающее устройство системы приготовления и подачи топлива выполнено для подачи и распыления электролита /водного раствора электролита/ через форсунку, выполненную с кавитатором, в электролизер, где при протекании постоянного тока через электролит приводит к электролизу воды. Компрессор при этом выполнен с возможностью создания разрежения в герметизированной части: корпуса, сжатия и подачи полученной газовой смеси в камеру сгорания. Изобретение направлено на повышение экономичности и экологичности двигателя в эксплуатации. 1 з.п ф-лы, 1 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, состоящего из электродов, с возможностью подводки постоянного тока, свободного прохода через них электролита, установленных перед компрессором в герметизированной части корпуса, и электродов, образованных путем подводки постоянного электрического тока к направляющим и рабочим лопаткам компрессора, причем качающее устройство системы приготовления и подачи топлива выполнено с возможностью подачи и распыления электролита (водного раствора электролита) через форсунку, выполненную с кавитатором, в электролизер, где протекание постоянного тока через электролит приводит к электролизу воды, компрессор при этом выполнен с возможностью создания разрежения в герметизированной части корпуса, сжатия и подачи полученной газовой смеси в камеру сгорания.2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что кавитатор форсунки выполнен в виде местного сужения ее канала.