ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Производство газотурбинных тепловых двигателей малой и большой мощности».

Рекомендуемая область пременения

Большая и малая авиация. Водный, наземный и воздушный транспорт, в том числе автомобильный, тракторный транспорт.
Передвижные электростанции;
Передвижные и стационарные мощные компрессора.

Назначение, цели и задачи проекта

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

В мировой практике  известны  газотурбинные установки, которые имеют компрессор высокого давления, камеру сгорания, силовую турбину низкого давления с радиальными подшипниками, компрессорную турбину, разгрузочную и загрузочную полости, инжектирующие или эжектирующие  устройства, а также  противоположную линию для перепуска сжатого воздуха.

Однако эти газотурбинные двигатели имеют очень сложную   и трудоемкую конструкцию, и  не позволяют использовать энергию  высокой температуры камеры сгорания, что отрицательно влияет на  производительность этих газотурбинных  двигателей.

В связи с чем,  была решена проблема возможности   полного использования  предельно высокой температуры газа камеры сгорания с высоким коэффициентом полезного использования в работе расширения и преобразования энергии.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Конструкция  предлагаемого газотурбинного двигателя  содержит камеру сгорания,  компрессор с камерой высокого давления, турбину, выхлопной коллектор, муфту сцепления с потребителем, прибор преобразования энергии, воздушный резервуар, выполненный  из жаропрочного материала и установленный  внутри рабочей камеры сгорания.   С одного конца  воздушный резервуар  имеет отверстие в виде удлиненной горловины для выхода воздуха, которая установлена по центру горловины рабочей камеры сгорания,  обе горловины установлены на одном уровне. С другого конца воздушный резервуар имеет полусферу, на которой установлен конусообразный насадок из жаропрочного материала.  По боковым сторонам воздушного резервуара установлены полые, плоской формы лопасти,  посредством которых воздушный резервуар прикреплен к рабочей камере сгорания.

На удлиненной горловине запального устройства камеры сгорания с внешней стороны установлены форсунки прибора преобразования  топлива с газо-проточными каналами. 

На задней части двигателя установлен осевой воздушный  компрессор с вентилятором низкого давления. 

На одном валу с осевым,  воздушным компрессором установлен генератор тока (стартер), соединенный с газо-воздушной турбиной, к которой прикреплено буферное  устройство с направляющим конусом.

По внешней  поверхности двигателя по всей длине смесительной камеры и прибора преобразования энергии   установлены трубные  воздуховоды  низкого и высокого давления.

Принцип  работы.

Запуск и работа газотурбинного двигателя осуществляется электронной станцией управления или компьютерной Программой.

Технологический процесс  газотурбинного двигателя позволяет  получать высокую температуру газа в камере сгорания, от куда  газ высокой температуры  под давлением  беспрепятственно  поступает в  прибор преобразования энергии, где происходит работа четырехступенчатого расширения газа и газо-воздушной массы.  В щелях цилиндра прибора преобразования   энергии  создаются  предпосылки  вакуума. В вакуумную зону  поступает воздух от вентилятора-компрессора. В камеру сгорания поступает воздух от компрессора. Потенциальная энергия  тепла высокой температуры газа  и давления камеры сгора­ния  переходит в кинетическую энергию движения потока газа. В приборе преобразования энергии происходит процесс преобразова­ния, теплообмена. Энергия тепла высокой температуры газа камеры сгорания переходит в нагрев молекул поступившего воздуха. Энергия холода -  космоса, в виде атмосферного воздуха  поглощает энергию тепла   рабочей камеры сгорания.   Увеличенная в несколько раз, преоб­разованная масса рабочего тела переходит в смесительную камеру, где на  направляющей  конуса и лопастях буферного устройства продолжается теплообмен  энергией,  при котором,  преобразованная тепловая энергия увеличенной газо-воздушной массы кинетической энергии инерционного прямолинейно-направленного  движения  оказывает воздействие на лопатки газо-воздушной турбины,  где  в каждой ступени  производится  работа расширения. Отработанная и увеличенная газо-воздушная масса пониженной температуры по коллектору уходит в атмосферу. При наборе оборотов газо-воздушной    турбины муфта автоматического сцепления соединяется.  Электронная станция управления  отключает стартер и включает в работу генератор электрического тока. Газотурбинный двигатель находится в рабочем состоянии под управлением электронной станции, но возможна его работа и при ручном управлении.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

В газотурбинном двигателе используется метод  инновационного технологического процесса преобразования энергий. Технология использования преобразованной энергии открывает новое направление развития теплового газотурбинного двигателя. Появилась возможность использования неограниченной энергии  тепла газа камеры сгорания. В техно­логическом процессе работы расширения газа и газо-воздушной массы прибора преобразования энергии,   в  щелях   которого происходит разрежение, создаются   предпосылки   вакуумной зоны.   В  вакуумную зону подается воздух от вентилятора-компрессора по трубопроводу. В камеру сгорания воздух подается по отдель­ному трубопроводу от компрессора. Вся подученная энергия высо­кой температуры газа камеры сгорания беспрепятственно посту­пает в прибор преобразования энергии. В щелях цилиндров происходит четырехступенчатое расширение газа и газо-воздушной массы, за счет чего масса рабочего тела увеличивается в 5-7 раз и более. Температура преобразованной энергии снижается, кинетическая энер­гия инерционного прямолинейно-направленного движения увеличен­ной массы  сохраняется  под воздействием постоянно-действующей потенциальной энергии давления камеры сгорания и кинетической энергии движения потока газа. В следствие чего,   производительность газо-воздуш­ной турбины увеличивается. Увеличивается надежность и долго­вечность работы. Увеличивается экономичность двигателя.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Высокая производительность.

Предлагаемыйгазотурбинный  двигатель  позволяет использовать предельно высокую температуру газа камеры сгорания с высоким коэффициентом полезного использования в работе расширения, преобразования энергии, увеличения массы рабочего тела, за счет чего   повышается  производительность работы газо-воздушной турбины и  в 2-3 раза  повышается  производительность   двигателя в целом.      

Экология.

В работе расширения участвует: теплопроводная, конвективная и лучевая энергии. Весь технологический процесс подготовки и преобразования энергии "тепла" и "холода" происходит внутри двигателя. За счет полного  сгорания  топлива  улучшается  экология.

Увеличивается коэффициент полезного использования  энергии   тепла камеры сгорания.                                            Обеспечивается  надежная, безопасная и  долговечная  работа двигателя.                                                                              Увеличивается надежная работа турбины.

Новые потребительские свойства продукции

-снижение материалоемкости;
-простота конструкции;
- экономичность.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Продукция: газотурбинный двигатель соответствует государственным стандартам. Отвечает требованиям настоящего времени.

Стадия и уровень разработки

Газотурбинный двигатель находится на стадии научно-исследовательской работы и исследований.
Технология работы газотурбинного двигателя имеет публикации в печати.

Предлагаемые инвестиции

50 млн. руб.

Рынки сбыта

Внутри государства обеспечение рынка сбыта неограниченных объемов, в любых районах России независимо от природных условий.
Заключение договоров с заинтересованными государствами.

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемый газотурбинный двигатель по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами, обеспечивает предельно высокую температуру газа камеры сгорания с высоким коэффициентом полезного использования в работе расширения и преобразования энергии, в связи с чем, импортозамещение возможно и эффективно.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

13.03.2007