RU180073U1

RU180073U1 - Газотурбинный двигатель с двумя камерами сгорания

Info

Publication number: RU180073U1
Application number: RU2017143044U
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Лопатин; Александр Андреевич Терентьев; Розалия Альбертовна Фатхиева
Priority date: 2017-12-08
Filing date: 2017-12-08
Publication date: 2018-06-01

Abstract

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к газотурбинным двигателям и может быть использована в двигателестроении.Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является увеличение экологических показателей газотурбинного двигателя за счет уменьшения выбросов СО и NOx, а также увеличения КПД за счет увеличения эффективности горения.Поставленная задача решается путем увеличения эффективности горения при сохранении невысоких температур за счет установки устройств - газовоздушных активаторов, озонирующих воздух после компрессора и после первой турбины. Устройство представляет из себя катоды и аноды, установленные в газовоздушном тракте после компрессора и после первой турбины. Через катоды и аноды проходит электрическая дуга, которая озонирует газовоздушную смесь.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к газотурбинным двигателям и может быть использована в двигателестроении.

Из существующего уровня техники известен газотурбинный двигатель (Кулагин И.И. Основы теории авиационных газотурбинных двигателей, Москва, Военное издательство министерства обороны СССР, 1967, стр. 42…44, рис. 19).

Этот двигатель содержит воздушный тракт, содержащий, в свою очередь, воздухозаборник и, по меньшей мере, одну ступень компрессора, камеру сгорания, газовую турбины, по меньшей мере один вал, соединяющий компрессор и газовую турбину, реактивное сопло и систему подачи топлива.

Недостатки: относительно низкие удельные характеристики двигателя как удельная тяга, КПД узлов из-за неполного сгорания топлива.

Наиболее близким к полезной модели аналогом является «Газотурбинный двигатель с двумя камерами сгорания» (RU 2474708, МПК F02C 6/00, опубликовано 10.02.2013), содержащий две камеры сгорания высокого и низкого давления и, по крайней мере, две последовательно размещенные по ходу газа газовые турбины, рекуперативный воздухоподогреватель, а также компрессор и воздушную турбину. Вторая из турбин на входе по газу сообщена с выходом камеры сгорания низкого давления. Рекуперативный воздухоподогреватель сообщен на входе по греющему газу с выходом последней газовой турбины по газу, на выходе по греющему газу - с атмосферой. Воздушная турбина установлена на одном валу с компрессором и сообщена на входе по воздуху с выходом компрессора по воздуху через тракт рекуперативного воздухоподогревателя по воздуху, на выходе по воздуху - с атмосферой. Камера сгорания низкого давления на входе по рабочему телу сообщена с выходом рекуперативного воздухоподогревателя по воздуху. Вторая газовая турбина на входе по газу сообщена также с выходом первой газовой турбины по газу.

Недостатком является увеличенное количество выбросов СО из-за недостаточной температуры горения топливно-воздушной смеси, а также невысокий КПД.

Технической задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является уменьшение выбросов СО и NOx, а также увеличения КПД за счет увеличения эффективности горения.

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель является уменьшение выбросов СО и NOx и увеличение КПД.

Технический результат достигается за счет того, что в газотурбинный двигатель с двумя камерами сгорания дополнительно установлено два устройства-активатора газовоздушной смеси, которые озонируют газовоздушную смесь.

Устройство - газовоздушный активатор представляет из себя катоды и аноды в форме игл, установленных радиально на лопатках направляющего аппарата компрессора.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Работает устройство следующим образом: воздух засасывается компрессором (1) с заданным расходом и степенью повышения давления, после компрессора воздух проходит через электрическую дугу, создаваемым первым устройством - газовоздушным активатором (2), где воздух под действием высоковольтной элекрической дуги озонируется, далее озонированный воздух поступает в первую камеру сгорания (3), где смешивается с топливом, полученная смесь сгорает, вследствие чего получается высокотемпературный газ, часть потенциальной энергии которого преобразуется в кинетическую энергию вращения ротора на первой турбине (4). Так как в газе после первой камеры сгорания остался кислород, газ так же проходит через электрическую дугу второго устройства - газовоздушного активатора (5) и после поступает во вторую камеру сгорания (6). Полученная смесь сгорает, вследствие чего получается высокотемпературный газ, часть потенциальной энергии которого преобразуется в кинетическую энергию вращения ротора на второй турбине (7). Далее газ поступает в сопло, где его кинетическая и потенциальная энергия преобразуется в тягу.

По сравнению с прототипом устройство позволяет снизить количество выбросов и увеличить КПД.

Claims

Газотурбинный двигатель, содержащий воздушный тракт, содержащий в свою очередь, воздухозаборник и, по меньшей мере, одну ступень компрессора, первую камеру сгорания, первую турбину, вторую камеру сгорания, вторую турбину, реактивное сопло и систему подачи топлива, отличающийся тем, что дополнительно содержит устройство - газовоздушный активатор, установленный между компрессором и первой камерой сгорания, и устройство - газовоздушный активатор, установленный между первой турбиной и второй камерой.