ПРИВОДНОЙ ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к газотурбостроению, в частности, к устройствам газотурбинных приводов для привода в составе газоперекачивающих агрегатов.
Известен приводной газотурбинный двигатель, содержащий блок газогенератора, включающий пятнадцатиступенчатый компрессор с клапанами перепуска воздуха, камеру сгорания, двухступенчатую турбину газогенератора и двухступенчатую силовую турбину (патент на полезную модель RU 10425, опубликовано 16.07.1999).
Недостатком данного приводного газотурбинного двигателя является большой расход топлива, поступающего в камеру сгорания и низкое значение КПД двигателя.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является снижение расхода топлива, поступающего в камеру сгорания, а также повышение КПД двигателя.
Поставленная задача решается тем, что приводной газотурбинный двигатель содержит компрессор с перепускными клапанами, камеру сгорания, турбину газогенератора, силовую турбину, связанные с теплообменником, воздухоотводящее и воздухоподающее приспособления, которые выполнены в виде улитки, причем воздухоотводящее приспособление соединено с компрессором, а воздухоподающее приспособление - с камерой сгорания. Также двигатель может содержать цапфу, установленную между воздухоотводящим и воздухоподающим устройством и силовую проставку, установленную между компрессором и камерой сгорания.
Предложенная полезная модель позволяет снизить расход топлива в камере сгорания, а также повысить значение КПД за счет использования в конструкции воздухоподающего и воздухоотводящего приспособлений,
которые взаимодействуют с теплообменником, работающем на выхлопных газах двигателя.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез приводного газотурбинного двигателя; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1
Приводной газотурбинный двигатель состоит из двух основных частей: газогенератора и турбины газогенератора, включающих в себя следующие узловые элементы: переднюю опору 1 с входным каналом 2 передней опоры 1, осевой компрессор 3, воздухоподающее приспособление 4 и воздухоотводящее приспособление 5, камеру сгорания 6, турбину газогенератора 7 и силовую турбину 8.
Компрессор 3 служит для повышения давления воздуха, поступающего в камеру сгорания 6, выполнен пятнадцатиступенчатым осевым и состоит из ротора и статора. Ротор установлен с возможностью вращения на двух подшипниках качения. Передний подшипник - роликовый, допускающий осевое перемещение для компенсации изменения размеров ротора и статора под влиянием температур и деформации от осевых сил. Фиксирование ротора в осевом направлении производится в заднем радиально-упорном шариковом подшипнике. Между компрессором 3 и камерой сгорания 6 установлена силовая проставка 9, которая обеспечивает необходимую жесткость конструкции.
Для нормальной работы компрессора 3 на нерасчетных режимах предусмотрены четыре клапана перепуска воздуха 10, которые обеспечивают перепуск воздуха из соответствующих ступеней компрессора.
Для обеспечения устойчивой работы компрессора 3 в процессе запуска и расширения диапазона рабочих режимов двигателя предназначен входной направляющий аппарат. Входной направляющий аппарат прикреплен на входе в компрессор в задней части корпуса.
На выходе из компрессора 3 устанавливается воздухоотводящее приспособление 4 в виде улитки для отбора воздуха в теплообменник (не показано). А между воздухоотводящим приспособлением 4 и камерой сгорания 6 расположено воздухоподающее приспособление 5 в виде улитки, которое предназначено для подвода воздуха в камеру сгорания 6. Для крепления двигателя на подмоторной раме, между воздухоотводящим и воздухоподающим приспособлением имеется цапфа 11.
Турбина газогенератора 7 предназначена для привода во вращение ротора компрессора, а также агрегатов, обслуживающих двигатель и состоит из ротора турбины и статора. Ротор турбины состоит из двух рабочих колес, сцентрированных между собой и стянутых шпильками. Ротор вращается на двух роликовых подшипниках. Передний подшипник установлен в корпусе подшипника картера турбины, а задний - в промежуточной опоре турбины. Осевые силы воспринимаются шарикоподшипником ротора компрессора. Рабочие лопатки турбины охлаждаются воздухом. С целью ограничения утечки газа между ступенями турбины установлены газовые лабиринтные уплотнения.
Приводной газотурбинный двигатель работает следующим образом.
Запуск приводного газотурбинного двигателя осуществляют автоматически с помощью воздушного стартера. Воздух через входной канал 2 передней опоры 1 поступает в компрессор 3. В компрессоре 3 воздух сжимается и поступает в теплообменник (не показано) через воздухоотводящее приспособление 4, выполненное в виде улитки. Теплообменник содержит два контура: по внешнему контуру проходит горячий выхлопной газ двигателя, а по внутреннему - сжатый воздух компрессора. В теплообменнике сжатый воздух нагревается и через воздухоподающее приспособление 5, выполненное в виде улитки, поступает в камеру сгорания 6, в которой смешивается с поступающим туда топливным газом. Сгорая, топливно-воздушная смесь поступает на
вход в турбину газогенератора 7, проходя через которую, расходует свою энергию на вращение ротора газогенератора, попадает в свободную турбину 8, где, расширяясь, приводит во вращение ротор свободной турбины 8, которая в свою очередь, раскручивает нагнетатель (не показано). После прохождения через силовую турбину 8, продукты сгорания поступают в теплообменник.
Таким образом, предложенная полезная модель позволяет сэкономить около 23% топлива, поступающего в камеру сгорания и повысить КПД двигателя за счет введения в конструкцию двигателя воздохопадающего и воздухоотводящего приспособлений, размещенных между компрессором и камерой сгорания, выполненных в виде улитки и соединенных с теплообменником, который работает от выхлопных газов двигателя.