Газотурбінний двигун

1. Газотурбінний двигун, який виконаний з двокаскадним компресором, трубчасто-кільцевою, протитечійною камерою згоряння і вільною силовою турбіною, силова схема корпусу якого містить з’єднані між собою фланцями силові корпуси компресорів низького тиску і високого тиску, перехідника між ними, камери згоряння, турбін високого і C2 2 76807 1 3 76807 4 сор високого тиску, камеру згоряння, турбіну висоня в середньому перетині містять рухливі телескокого тиску, що приводить компресор високого тиспічні сполучення, а у вихідній частині герметично ку, турбіну низького тиску, що приводить компрепідключені до турбіни високого тиску. сор низького тиску, силову турбіну, що приводить Новизна пропонованого пристрою газотурбінспоживач потужності. Ротор турбокомпресора ниного двигуна полягає в наявності наступних сукупзького тиску трьохопорний, ротор турбокомпресоностей відмітних ознак. Зовнішній силовий корпус, ра високого тиску - двоопорний, ротор силової що складається з з'єднаних між собою переднього турбіни - двоопорний. Камера згоряння трубчастоконуса, циліндричної проставки, заднього конуса, кільцева, протитечійна, розташована під кутом до що охоплює собою компресор високого тиску, канапрямку потоку робочого тіла. Кожна жарова трумеру згоряння і турбіни високого і низького тисків, ба являє собою тверду циліндричну конструкцію, забезпечує велику згинальну і крутильну твердість закріплену, попереду в корпусі камери згоряння, статора. У результаті цього істотно зменшується позаду у вхідному пристрої першого соплового можливість порушення коливань роторів, завдяки апарата турбіни високого тиску. чому поліпшуються умови роботи опор і ущільНаведений пристрій газотурбінного двигуна нень, що сприяє збереженню високих експлуатамає наступні недоліки: ційних характеристик двигуна і підвищенню екс- внутрішній силовий корпус камери згоряння плуатаційної надійності. Завдяки твердій не має силового зв'язку з корпусом турбіни висококонструкції силові корпуси можливо виконати з го тиску і сопловий апарат турбіни високого тиску малою товщиною стінок утворюючих деталей, що консольно кріпиться до корпусу турбіни високого дозволяє створити двигун малої металоємності і тиску. З цієї причини осьові й окружні складові гамаси. Зовнішній силовий корпус, що герметично зодинамічних сил, що виникають на лопатках сопохоплює собою компресор і турбіну утворює поролового апарата першої ступіні турбіни, сприймажнину високого тиску, завдяки якій виключаються ються тільки зовнішнім корпусом турбіни високого витоки робочого тіла з компресора високого тиску і тиску, що знижує надійність цього вузла; турбін високого і низького тисків, а також виклю- зменшення коефіцієнта корисної дії (ККД) тучаються втрати тепла в навколишнє середовище з рбіни високого тиску, за рахунок негазощільного температурами поверхні корпуса компресора виз'єднання жарових труб із вхідним пристроєм персокого тиску і турбіни високого і низького тисків, шого соплового апарата, та за рахунок газодинащо також обумовлює поліпшення паливної економічних втрат, обумовлених поворотом високошвимічності двигуна. Зовнішній силовий корпус, являє дкісного потоку газу на ділянці виходу з камери собою секційну конструкцію, що складається з згоряння - входу в сопловий апарат турбіни висоз'єднаних між собою тонкостінних переднього кокого тиску і, відповідно погіршення паливної еконуса, знімної циліндричної проставки, заднього номічності газотурбінного двигуна. конуса. Така конструкція поліпшує ремонт газотурУ винаході зважується задача створення газобінного двигуна в частині забезпечення можливостурбінного двигуна підвищеної експлуатаційної ті заміни в умовах експлуатації жарових труб канадійності, паливної економічності і зменшеної мери згоряння, соплових і робочих лопаток турбіни металоємності. високого тиску. Секційна конструкція забезпечує, Рішення задачі досягається тим, що у відомотехнологічність, спрощує механічну обробку, що му газотурбінному двигуні з двокаскадним компресприяє зменшенню витрат на виробництво газотусором, трубчасто-кільцевою, протитечійною камербінного двигуна. рою згоряння і вільною силовою турбіною, силова Внутрішній силовий корпус камери згоряння схема корпусу якого містить з'єднані між собою зв'язується з корпусом турбіни високого тиску чефланцями силові корпуси компресора низького рез двоопорний сопловий апарат. Завдяки цьому, тиску, перехідника між компресорами, компресора осьові й окружні складові газодинамічних сил, що високого тиску, камери згоряння, турбін високого і виникають на лопатках соплового апарата першої низького тисків і силової турбіни, при цьому зовніступіні турбіни, розподіляються між зовнішнім і шній і внутрішній силові корпуси камери згоряння внутрішнім корпусами приблизно нарівно, а силоз'єднані між собою за компресором високого тиску, ва система виходить твердої і легкої конструкції, згідно винаходу, застосовано зовнішній силовий що дозволяє зменшити металоємність і істотно корпус, що складається з з'єднаних між собою сизнизити коливання лопаткового апарата і ротора лових корпусів переднього конуса, циліндричної турбокомпресора високого тиску, що у свою чергу проставки і заднього конуса, корпус герметично сприяє зниженню імовірності руйнування його охоплює принаймні компресор високого тиску, каопор, зменшенню вироблення радіальних зазорів меру згоряння і турбіни високого і низького тисків, турбомашин і збільшенню, таким чином, надійності попереду, по ходу газу, силовий корпус з'єднаний і паливній економічності газотурбінного двигуна в із фланцем силового корпусу компресора низького експлуатації. тиску, а позаду - із фланцем силового корпусу віКожна жарова труба в середньому перетині льної силової турбіни. Перехідник між компресомістить телескопічне рухливе сполучення, що дорами виконаний зі зміною діаметра, таким чином, зволяє підвищити ККД двигуна, за рахунок газощіщоб вісь камери згоряння була паралельна осьольного підключення змішувальної частини жарової вій лінії двигуна, а висоти лопаткового апарата труби до вхідного пристрою турбіни високого тиску турбомашин забезпечувалися не менш 20мм. Внуі підвищенню надійності, за рахунок забезпечення трішній силовий корпус камери згоряння з'єднаний необхідних взаємних температурних переміщень з корпусом турбіни високого тиску через двоопорчастин жарової труби. ний сопловий апарат, жарові труби камери згорянПерехідник між компресорами виконаний зі 5 76807 6 зміною діаметра, таким чином, щоб вісь, розташотиску і силової турбіни - двоопорні. Камера згованої навколо корпуса компресора високого тиску ряння 4 трубчасто - кільцева, протитечійна, розтрубчасто-кільцевої протитечійної камери згорянташована навколо корпуса компресора високого ня, була паралельна осьовій лінії двигуна і збігатиску 3. Вісь камери згоряння 4 паралельна осьолася із середнім діаметром першого соплового вої лінії двигуна. Зовнішній силовий корпус 5, апарата турбіни високого тиску і забезпечувалися складається з з'єднаних між собою переднього 9 і оптимальні співвідношення окружних швидкостей заднього 10 конусів і циліндричної проставки 11. турбомашин. Таке конструктивне рішення дозвоЖарові труби камери згоряння 4 у середньому ляє підібрати найбільш доцільні значення осьових перетині містять телескопічні сполучення 12 і у зусиль і виключити газодинамічні втрати, обумоввихідній частині герметичне підключення 13 з турлені поворотом високошвидкісного потоку газу на біною високого тиску 6. ділянці виходу з жарової труби камери згоряння Атмосферне повітря надходить у компресор входу в сопловий апарат турбін високого тиску, низького тиску 1, потім у компресор високого тиску поліпшити ККД турбіни і відповідно поліпшити па3, стискується і подається в камеру згоряння 4, де ливну економічність газотурбінного двигуна. Крім здійснюється процес спалювання палива в кисні того, конструктивне рішення дозволяє забезпечити повітря й утворення потоку газу високого енергеоптимальні по паливній економічності висоти лотичного потенціалу. Далі потік газу розширюється патного апарата компресора високого тиску і на турбіні високого тиску 6, що приводить компреокружні швидкості робочих лопаток компресора і сор високого тиску 3, турбіні низького тиску 7, що турбіни високого тиску. приводить компресор низького тиску 1 і силовій Завдяки легкому і твердому силовому корпусу турбіні 8, що приводить споживач потужності. Із можливо виконати газотурбінний двигун малої силової турбіни 8 газ направляється в навколишнє металоємності і маси. Відзначені обставини сприсередовище чи в утилізаційний теплообмінний яють поліпшенню пускових і маневрених характеапарат. ристик двигуна. Практична реалізація й апробування винаходу На Фіг.1, 2 зображений газотурбінний двигун, зроблене при створенні суднових газотурбінних що реалізує винахід. двигунів потужністю 3, 6, 10, 16, 25МВт. ДослідноГазотурбінний двигун складається з компресопромислова експлуатація газотурбінних двигунів ра низького тиску 1, перехідника 2 між компресопідтвердила високу ефективність запропонованого рами, компресора високого тиску 3, камери згопристрою. Використання описаного винаходу доряння 4, зовнішнього силового корпусу 5, турбіни зволяє створювати газотурбінні двигуни невеликої високого тиску 6, турбіни низького тиску 7 і силової металоємності, підвищеної експлуатаційної надійтурбіни 8. Ротор турбокомпресора низького тиску ності і високої економічності. трьохопорний, ротори турбокомпресора високого Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601