Парогазотурбінний двигун

Парогазотурбінний двигун, що містить компресор, камеру згоряння, систему подачі палива, систему подачі води в камеру згоряння з джерелом води, турбіну, вільну турбіну, газовідвідний патрубок, допоміжні агрегати, який відрізняється тим, що додатково оснащений системою збору використаної води і повернення її в робочий цикл, що містить реактивну турбіну з водоприймачем, розташовану за вільною турбіною, і помпу, зв'язану з водоприймачем і джерелом води. (19) (21) a200800793 (22) 23.01.2008 (24) 10.07.2009 (46) 10.07.2009, Бюл.№ 13, 2009 р. (72) ВІНЬКОВ СЕРГІЙ ПАВЛОВИЧ (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "МОТОР СІЧ" (56) RU 2157900, 20.10.2000 UA 83083, 10.06.2008 US 3038308, 12.06.1962 DE 2321379, 22.11.1973 US 3359723, 26.12.1967 GB 2187273, 03.08.1987 3 воды в тракт высокого давления». «Энергомашиностроение», 1976г., №12, стор.1-4]. З огляду на те, що кількість подаваного палива при α=1,05-1,5 складає 6-7% від витрати повітря через двигун, то ємність джерела води в 5-6 разів повинна перевищувати ємність паливних баків транспортного засобу. Таким чином, у випадку, якщо ПГТД використовується як рушій, ефективність його використання в транспортному засобі знижується. У випадку, якщо ПГТД використовується як привод стаціонарної установки (газоперекачувальної станції, електростанції), то постійний викид пари в атмосферу приводить до серйозних порушень екологічної рівноваги в навколишнім середовищі, що може привести до зміни клімату в регіоні. Задача винаходу - підвищення ефективності і екологічності двигуна, за рахунок забезпечення регенерації використаної води. Поставлена задача вирішується тим, що парогазотурбінний двигун, що містить компресор, камеру згоряння, турбіну, вільну турбіну, газовідвідний патрубок, систему подачі палива, систему подачі води в камеру згоряння, допоміжні агрегати, відповідно до винаходу додатково оснащений системою збору використаної води і повернення її в робочий цикл, що включає реактивну турбіну з водоприймачем, розташовану за вільною турбіною, і помпу, зв'язану з водоприймачем і джерелом води. Уведення до складу турбіни ПГТД реактивної турбіни, що забезпечує регенерацію (збір і повернення в робочий цикл) використаної води, дозволяє застосовувати невелику ємність для води, чим забезпечується більш ефективне використання двигуна в транспортних засобах. Система регенерації використаної води виключає викид в атмосферу перегрітої пари, що впливає на екологічну рівновагу в навколишнім середовищі, що особливо важливо при використанні в наземних установках. Поряд з викладеним, винахід має й інші переваги - використання в складі ПГТД системи регенерації води дозволяє одержувати «холодний вихлоп», що робить ПГТД, використовуваний на повітряних судах, недосяжним для інфрачервоних голівок самонавідних ракет. Сутність винаходу представлена на кресленні, де приведена схема ПГТД, що включає систему регенерації використаної води з приводом помпи від реактивної турбіни. ПГТД містить компресор 3, зв'язаний валом з турбіною 4, з'єднані з приводним валом двигуна 87402 4 паливний насос 2 і насос 1 для подачі води з окремої ємності і створення необхідного тиску в системі подаваної води; вільну (силову) турбіну 5, що приводить в обертання робочий орган 6 (несучий гвинт, газоперекачувальний пристрій, генератор струму); камеру згоряння 10; регулятор подачі палива 11; регулятор 12 для автоматичного регулювання кількості подаваної води по режимах роботи ГТД; реактивну турбіну 7 з водоприймачем 9 і газовідвідним патрубком; помпу (насос) 8. Реактивна турбіна 7 розташована за вільною турбіною 5 і приводиться в обертання прохідним газовим потоком. Водоприймач 9 являє собою кільцевий жолоб по колу колеса реактивної турбіни. Помпа 8 з'єднана з водоприймачем 9 і джерелом води 13, у який вона повертає зібрану воду. Помпа 8 може приводитися в дію від реактивної турбіни, або, як допоміжні агрегати, від вала двигуна. Пропонований ПГТД працює таким чином. У процесі розкручування (запуску) двигуна, виходу на режим і на сталому режимі повітряний потік засмоктується компресором 3, стискується і направляється в жарову трубу КЗ 10. Сюди ж через паливний насос 2 і регулятор 11 подається паливо. Вода подається в КЗ через насос 1 і регулятор 12. У КЗ вода випаровується за рахунок надлишкового в жаровій трубі тепла від згоряння палива. Парогазова суміш проходить через камеру змішання і надходить на робочі лопатки турбіни. Енергія турбіни використовується: - для приводу компресора (турбіна 4); - для надавання руху транспортного засобу чи робочого агрегату (турбіна 5); - для повернення води до складу робочого тіла ПГТД (турбіна 7). На робочих лопатках і соплових апаратах вільної турбіни 5 відбувається спад температури парогазового потоку до значень, при яких пара конденсується. Потрапляючи на робочі лопатки реактивної турбіни 7, вода (конденсат) відокремлюється на периферію газового потоку відцентровими силами, як більш важка фракція робочого тіла, і попадає у водоприймач 9 реактивної турбіни. По водоприймачу вода збирається і надходить на помпу 8, що повертає зібрану воду в окрему ємність 13 (джерело води). Далі охолоджений газовий потік викидається в атмосферу через газовідвідний патрубок. 5 Комп’ютерна верстка О. Рябко 87402 6 Підписне Тираж 28 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