Газотурбинные установки, отличающиеся использованием продуктов сгорания в качестве рабочего тела: ...с компрессором и турбиной радиального типа – F02C 3/05

Микроразмерный двухконтурный газотурбинный микродвигатель содержит корпус с расположенными в нем центробежными микрокомпрессорами с интегрированными электродвигателями, центростремительной микротурбиной с интегрированным электрогенератором, камеру сгорания, внутренний контур и наружный контур. На наружной поверхности покрывного диска каждого центробежного микрокомпрессора нанесен слой магнитного материала. На внутренней поверхности корпуса микродвигателя, над магнитным покрытием покрывного диска, выполнена статорная обмотка микроэлектродвигателя, интегрированного с центробежным микрокомпрессором. В выходном сечении сборной улитки центробежного микрокомпрессора внутреннего контура расположены отверстия для подачи топлива. Сборная улитка центробежного микрокомпрессора плавно переходит в камеру сгорания, содержащую жаровую полость с отверстиями, расположенными по периметру для прохода топливовоздушной смеси. Выходной участок камеры сгорания заканчивается сборной улиткой центростремительной микротурбины. На торцах лопаток рабочего колеса центростремительной микротурбины расположен покрывной диск. Наружная поверхность покрывного диска имеет магнитное покрытие, образующее вместе с рабочим колесом центростремительной микротурбины ротор микроэлектрогенератора. Над покрывным диском рабочего колеса микротурбины, на внутренней поверхности корпуса микродвигателя, выполнена статорная обмотка микроэлектрогенератора, интегрированного с центростремительной микротурбиной. Выходное сечение рабочего колеса центростремительной микротурбины каналом соединено с выходным соплом внутреннего высокотемпературного газогенераторного контура высокого давления. Корпус микродвигателя выполнен в виде плоской конструкции с плавными криволинейными обводами боковой поверхности. В корпусе расположены центробежный микрокомпрессор внутреннего высокотемпературного газогенераторного контура высокого давления, центростремительная микротурбина, центробежные микрокомпрессоры наружного низкотемпературного контура низкого давления. Все центробежные микрокомпрессоры механически не связаны между собой и с центростремительной микротурбиной. Центробежные микрокомпрессоры отделены и теплоизолированы от центростремительной микротурбины, что позволяет изменять степень двухконтурности изменением числа одновременно работающих центробежных микрокомпрессоров и изменением частоты вращения их рабочих колес. Внутренний высокотемпературный газогенераторный контур высокого давления состоит из центробежного микрокомпрессора, камеры сгорания и центростремительной микротурбины. Наружный низкотемпературный воздушный контур состоит из двух или более центробежных микрокомпрессоров с выходными сборными улитками, соединенными с выходными соплами, расположенными вокруг выходного сопла внутреннего высокотемпературного газогенераторного контура высокого давления. Выходное сопло внутреннего высокотемпературного газогенераторного контура высокого давления и выходные сопла наружного низкотемпературного контура сопряжены между собой для смешения потоков. Изобретение направлено на повышение термодинамической эффективности и регулируемой степенью двухконтурности. 3 з.п ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к микродвигателям типа газотурбинных двигателей. Тепловой двигатель содержит два независимых ротора (3, 4), предпочтительно коаксиальных (XX), каждый из которых установлен соответственно в одном из двух картеров (5, 6). При этом первый ротор (3) входит в состав ступени (1) низкого давления, а второй ротор (4) входит в состав ступени (2) высокого давления. Каждая ступень (1, 2), оборудованная своим ротором (3, 4), содержит, таким образом, средства сжатия газов, называемые компрессором (15, 16), и средства расширения газов, называемые турбиной (17, 18). Тепловой двигатель содержит, по меньшей мере, одну камеру (19, 20) сгорания. Причем указанная, по меньшей мере, одна камера сгорания расположена в центральном по существу цилиндрическом объеме, ограниченном в осевом направлении двумя роторами (3, 4) и их картерами (5, 6), а в радиальном направлении изнутри наружу - внутренней (22), промежуточной (23) и наружной (24) стенками, по существу цилиндрическими и коаксиальными вокруг оси (XX). Промежуточная (23) и внутренняя (22) стенки ограничивают между собой внутренний кольцевой канал (26), соединяющий выход компрессора (16) ступени высокого давления с входом первой камеры (19) сгорания. Наружная (24) и промежуточная (23) стенки ограничивают между собой наружный кольцевой канал (25), соединяющий выход компрессора (15) ступени (1) низкого давления с входом компрессора (16) ступени (2) высокого давления. Выход первой камеры (19) сгорания питает турбину (18) ступени (2) высокого давления газами сгорания, направляемыми от выхода турбины (18) ступени (2) высокого давления к входу турбины (17) ступени (1) низкого давления. Выход ступени (1) низкого давления сообщается с наружным пространством картера (24, 27, 31) двигателя, по меньшей мере, через один канал (41) выпуска отработавших газов. Изобретение позволяет повысить коэффициент полезного действия микродвигателя. 25 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к газотурбинным турбовальным и реактивным микродвигателям беспилотных летательных аппаратов. Микроразмерный газотурбинный двигатель, преимущественно одноконтурный, содержит корпус, имеющий воздухозаборное отверстие и выхлопное отверстие, расположенные внутри корпуса центробежный микрокомпрессор, центростремительную микротурбину и камеру сгорания. По периметру камеры сгорания расположены микроотверстия для подачи топлива со стабилизатором пламени для прохода топливовоздушной смеси. Рабочее колесо центробежного микрокомпрессора выполнено в виде диска с радиально расположенными лопатками. Вокруг рабочего колеса микрокомпрессора расположены неподвижные лопатки радиального диффузора. На торцах лопаток рабочего колеса микрокомпрессора расположен покрывной диск, на внешнюю поверхность которого нанесен магнитный слой. На внутренней поверхности корпуса двигателя над покрывным диском рабочего колеса микрокомпрессора выполнена статорная электрообмотка. Рабочее колесо центростремительной микротурбины выполнено в виде диска с радиально расположенными лопатками. Вокруг рабочего колеса микротурбины расположены неподвижные лопатки радиального диффузора. На торцах лопаток рабочего колеса микротурбины расположен покрывной диск, на внешнюю поверхность которого нанесен магнитный слой. На внутренней поверхности корпуса двигателя над покрывным диском рабочего колеса микротурбины выполнена статорная электрообмотка. Центростремительная микротурбина имеет сопловой аппарат. Двигатель снабжен приводом. Корпус двигателя выполнен в виде плоской конструкции с плавными криволинейными обводами боковой поверхности. Центробежный микрокомпрессор выполнен, по меньшей мере, двухступенчатым, состоящим из последовательно соединенных центробежных ступеней, имеющих выходные улитки. Центробежные ступени микрокомпрессора размещены в одной плоскости двигателя. Проточная часть выходной улитки второй центробежной ступени микрокомпрессора соединена с камерой сгорания. Выходной участок камеры сгорания заканчивается сборной улиткой, расположенной вокруг круговой решетки радиальных лопаток соплового аппарата центростремительной турбины. Каждая центробежная ступень микрокомпрессора имеет воздухозаборное отверстие. Воздухозаборное отверстие второй центробежной ступени снабжено регулируемым клапаном. Центробежные ступени микрокомпрессора последовательно соединены между собой переходным воздушным каналом, имеющим регулируемый клапан, расположенный перед входом во вторую центробежную ступень. Переходный воздушный канал, между центробежными ступенями, имеет отводной воздушный канал, который соединен с камерой сгорания, при этом - отводной воздушный канал снабжен регулируемым клапаном, а каждая центробежная ступень микрокомпрессора имеет автономный привод, позволяющий автономно регулировать цикл сжатия микродвигателя. Изобретение направлено на повышение термодинамической эффективности микроразмерного газотурбинного двигателя. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Турбина внутреннего сгорания содержит центробежный воздушный компрессор, кольцевую камеру сгорания и реактивную турбину с соплами. Центробежный воздушный компрессор и реактивная турбина объединены в моноблок, вращающийся на одном валу за счет реактивной силы истекающих из сопел газов и через ведущую шестерню передающий вращение приводимым агрегатам. Изобретение направлено на повышение КПД и мощности турбины внутреннего сгорания, снижение выброса вредных веществ. 3 ил.