Турбина внутреннего горения Советский патент 1935 года по МПК F02C3/16 

В предлагаемой турбине внутреннего горения подача горючего через форсунки и сжатого воздуха от турбокомпрессора производится в кольцевую камеру горения, из которой продукты горения поступают в кольцевую камеру, снабженную соплами, направляющими их на лопатки рабочего колеса. Последнее выполнено пустотелым с несколькими концентрическими рядами пустотелых лопаток, через которые последовательно, от наружного ряда к внутреннему, проходят продукты горения, направляемые каналами. Для охлаждения турбины служит радиатор, охлаждаемый вентилятором, подающим воздух в турбокомпрессор, и состоящий из трех кольцевых камер, соединенных пустотелыми ребрами. Под действием центробежной силы воды, заключе; ной в полости рабочего колеса, создается циркуляция ее, и вода прогоняется чзрез полость оболочки турбины в радиатор и из него через пустотелый вал поступает обратно в рабочее колесо.

На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез турбины внутреннего горения; фиг. 2-горизонтальные разрезы ее по линиям соответственно стрелкам А, В, С и D на фиг. 1; фиг. 3-разрез рабочего колеса по линии а на фиг. 1; фиг. 4 - разрез канала но линии b на фиг. 1; фиг. 5 - разрез ребер радиатора по линии с на

фиг. 1; фиг. б - то же по линии d на фиг. 1.

Пустотелый вал / соединен с пустотелым рабочим колесом 2, снабженным пустотелыми лопатками 3 (фиг. 3), расположенными несколькими концентрическими рядами и связанными между собою кольцевыми камерами 4.

Концы лопаток 3 наружного ряда скреплены кольцеобразной полосой 5, с внешней стороны которой лопатки заканчиваются маленькими наклонными лопастями 6. Для направления продуктов горения последовательно от наружного ряда к внутренним рядам лопаток Услужат канаты 7 (фиг. 1, 4), образованные ребрами на стенках 8 кожуха, между которыми и помещено рабочее колесо. Продукты горения, обладающие скоростным напором, выходят из обыкновенных конических сопел 9 и попг,дают на наружный ряд лопаток 3; далее, продукты горения, направляемые каналами 7, проходят оба внутренних ряда лопаток, и уже отработавщие газы через кольцевой внутренний выпускной коллектор Л9 и выхлопную трубу /7 отводятся из турбины.

На общем валу / насажен диск /2 турбокомпрессоров 12-/5, снабженный косыми всасывающими лопастями /5 и несколькими рядами рабочих лопаток 14. Между рядами лопаток J4 помещены направлкющие лопьтки /5, укрепленные на стенке 16. Кольцевая камера горения /6 : посредством щелевидных каналов 19 сообщается с кольцезой камерой 17. В ;:Оясе щели каналов проткзополон ные сген;ш для iiposuocTH скрепланьз анкер;1Ыйи трубкамк 2t), которые и образуют | каналы 19. Воздул, всасьшаемый лопастяки /5, псладает ка каправляющис | /юпасти 15, отражается )оследними Б на- I правлении, гфотизополож -;ом вращению турбокомпрессора, попадает на первый Lie-ieu, лопаток /4 и, 110ц;;зат;Л зае: Ь Й ими, гонится на следующие i гipasяvfOщ;4a и | т. д. Сходя с последнего зег-ща, воздух i приобретает повышекноа дазление и боль-лую радиальиую скорость, которая | в камере 18 горения преобразуется в высокое дазление. В стене камеры /5 размещен ряд форсунок 2/J вбрызгивающих горючее, которое при нормальной работе турбины воспламеняется гфи поддерживающейся все время высокой температуре. Продукты гореннл постугС-ют в кольцевую камеру 17 и из нее чеоез сопла 9 на лопатки рабочего колеса. Полное сгорание топлкза обеспечивается 1и1.ательным перемешиванием воздуха с 1;апельками горючего за счет протекания через идель и за счет турболентных двии-сений, возбуждаемых дв:- }хе;1ием всего воздуха по кругу кольцевой камеры, идущим по инерцги от турбокомпрессора. Все неподвижные части турбины, подвергающиеся интенсивному ьшгреванию, окружены водяной рубаплкой в по;;ости 22 оболочки туэбичы. Пустотелый вал. полость рабочего кслеса и лопатки наполнены водой, которая при зраще- S инк турбины из централь 1ой ка.черы рабочего колеса 2 под дейсгзием центробежной силы увлекается; к нер;-иЬе- i ;-.ИИ, проходит кольцезые к все ря,п,ь лопаток и отбрасывается лопа- I стмми 6 в уплотнитЕЛЬное водлнсе KOj;bцо 23, препя стзуищее npoHHKHOBei;ino газов в рубашку. Пространство этого кольца от рабочего простр1;1стве между I лопатками разграничивается полосозы кольцом-перегородкой 5. Вода из уплотнительного кольца через щелевидные отверстия 24 проникает з полость 22 и из нее через патрубки 25 отводится во внещнюю кольцевую камеру 26 радиатора. Радиатор имеет еще две кольцевые камеры - внутреннюю 27 и промежуточную 28, Камеры соединены между собой пустотелыми ребрами 29, состоящими из попарно замкг-;утых волнистых листов (фиг. 5, 6). Через внутреннюю ка:- еру 27 проходит вал турбины, переходлЩ.ий в это.м iiecTe в муфту 30, служащую для пропуска воды внутрь вала и повторного наг;равления ее через рабочие части, требующие охлаждения. образом вода цир1 улирует по зймкнугогчу кругу. Дл5 продувания воздуда через радиатор на конце общего вала насажен вентилятор 31, также предназначенный для нагнетания компрессируемого воздуха. Когда нужно усилить охлаждение, то открывают отверстия 32 (прикрывающиеся задвижкой), и через них воздух свободно растекается в боковые стороны.

Для пуска турбины предварительно закрывается выхлопная труба //и прикрывается Б патрубках 25 система охлаждения; турбине сообщается вращение, при этом к.окпрессор образует в камере 18 некоторое давлен.че. Тогда через одну специальную форсунку вбрызгивается в камеру легковоспламеняющееся горючее, которое зажигается обычным способом-раскаленной пробкой или электрической искрой. При горении в камере начинает повьшлаться давление; в это времи открывают выхлопную трубу, вследствие чего продукты горения через сопла 9 устремляются на лопатки колеса и усиливают вращение колеса турбины, что в сзою очередь позыщает давление в камерах 18 и 77. Когда вращение до еделеннои скорости, то

1скают в действие форсунки нормального топлива и открывают систему охлаждения, а спустя некоторое время включают на сплошной конец 30 рабочего вала нагрузку. Подача топлива в форсунку мо;кет производиться центробежным нгсосом, установленнь: на общэм же Ейлу. Регулирование числа оборотов можно производить изменением количес:за вбрызгиваемого топлива через noсредство обычного центробежного регулятора. Камера горения изнутри должна быть покрыта огнеупорным малотеплопроводным материалом, с целью уменьшения расхода тепла на нагревание водяной рубащки.